W 0,10 M roztworze ligandu (L) znajduje się jon metalu Me2+ o całkowitym stężeniu c=0,005 mM. Znając stałe trwałości kolejnych kompleksów jonu Me2+ z L (B1=30, B2=200, B3=400, B4=6000). Napisz wzór formy jonowej metalu dominującego w rozworze i tej której jest najmniej.
Proszę o pomoc i wytłumaczenie bo zrobiłam źle na egzaminie
chemia analityczna
Re: chemia analityczna
Najpierw napiszmy sobie równania (dla czytelności pomijamy ładunki jonów, M oznacza kation metalu, ML kompleks, gdzie tylko jeden ligand przyłączył się do kationu itd.):
M + Llt ML czyli B1 = ([ML])/([M]*[L])
M + 2Llt ML2 czyli B2 = ([ML2])/([M]*[L]2)
M + 3Llt ML3 czyli B3 = ([ML3])/([M]*[L]3)
M + 4Llt ML4 czyli B4 = ([ML4])/([M]*[L]4)
Teraz w zależności od interpretacji informacji: znajduje się jon metalu Me2+ o całkowitym stężeniu c=0,005 mM możemy różnie to rozwiązać.
Rozwiązanie 1.
W zadaniach z kompleksami, zwykle wyrażenie: o całkowitym stężeniu jonu metalu oznacza sumę stężeń wszystkich indywiduów, w których znajduje się nasz metal, czyli:
CM = [M] + [ML] + [ML2] + [ML3] + [ML4] = 5*10-6 mol/dm3
Normalnie matematycznie, aby obliczyć stężenie każdej z form [M], [ML], [ML2], [ML3],[ML4] trzeba byłoby ułożyć 5 równań z pięcioma niewiadomymi i rozwiązać to numerycznie. Tak w chemii nie robimy. Tego typu zadania są tak ułożone, że można je rozwiązać w nieco inny sposób, metodą ułamków molowych.
[L] = 0,1 mol/dm3
Wyraźmy całkowitymi stałymi trwałości stężenia ML, ML2, ML3, ML4 w funkcji [M] oraz [L]:
B1 = ([ML])/([M]*[L]) czyli [ML] = B1*[M]*[L]
B2 = ([ML2])/([M]*[L]2) czyli [ML2] = B2*[M]*[L]2
B3 = ([ML3])/([M]*[L]3) czyli [ML3] = B3*[M]*[L]3
B4 = ([ML4])/([M]*[L]4) czyli [ML4] = B4*[M]*[L]4
Wprowadzmy te dane do CM:
CM = [M] + [ML] + [ML2] + [ML3] + [ML4] = [M] + B1*[M]*[L] + B2*[M]*[L]2 + B3*[M]*[L]3 + B4*[M]*[L]4 = [M]*(1 + B1*[L] + B2*[L]2 + B3*[L]3 + B4*[L]4)
Napiszmy teraz wyrażenia na ułamki molowe M, ML, ML2, ML3, ML4:
X(M) = [M]/CM = [M]/([M]*(1 + B1*[L] + B2*[L]2 + B3*[L]3 + B4*[L]4)) = 1/(1 + B1*[L] + B2*[L]2 + B3*[L]3 + B4*[L]4) = 1/(1 + 30*0,1 + 200*0,01 + 400*0,001 + 6000*0,0001) = 1/7
X(ML) = [ML]/CM = (B1*[M]*[L])/CM = (B1*[M]*[L])/([M]*(1 + B1*[L] + B2*[L]2 + B3*[L]3 + B4*[L]4)) = (B1*[L])/(1 + B1*[L] + B2*[L]2 + B3*[L]3 + B4*[L]4) = 3/7
X(ML2) = [ML2]/CM = (B2*[M]*[L]2)/CM = (B2*[M]*[L]2)/([M]*(1 + B1*[L] + B2*[L]2 + B3*[L]3 + B4*[L]4)) = (B2*[L]2)/(1 + B1*[L] + B2*[L]2 + B3*[L]3 + B4*[L]4) = 2/7
X(ML3) = [ML3]/CM = (B3*[M]*[L]3)/CM = (B3*[M]*[L]3)/([M]*(1 + B1*[L] + B2*[L]2 + B3*[L]3 + B4*[L]4)) = (B3*[L]3)/(1 + B1*[L] + B2*[L]2 + B3*[L]3 + B4*[L]4) = 0,4/7
X(ML4) = [ML4]/CM = (B4*[M]*[L]4)/CM = (B4*[M]*[L]4)/([M]*(1 + B1*[L] + B2*[L]2 + B3*[L]3 + B4*[L]4)) = (B4*[L]4)/(1 + B1*[L] + B2*[L]2 + B3*[L]3 + B4*[L]4) = 0,6/7
Zatem najwięcej jest ML a najmniej ML3.
Rozwiązanie 2:
Gdyby jednak autor zadania chciał, aby wyrażenie: o całkowitym stężeniu jonu metalu oznaczało, że [M] = 5*10-6 mol/dm3 to wtedy stężenia poszczególnych indywiduów obliczamy wprost ze stałych beta:
[M] = 5*10-6
[ML] = B1*[M]*[L] = 30*5*10-6*0,1 = 1,5*10-5
[ML2] = B2*[M]*[L]2 = 200*5*10-6*0,01 = 1*10-5
[ML3] = B3*[M]*[L]3 = 400*5*10-6*0,001 = 2*10-6
[ML4] = B4*[M]*[L]4 = 6000*5*10-6*0,0001 = 3*10-6
Tutaj widzimy również, że najwięcej jest formy ML a najmniej ML3
M + Llt ML czyli B1 = ([ML])/([M]*[L])
M + 2Llt ML2 czyli B2 = ([ML2])/([M]*[L]2)
M + 3Llt ML3 czyli B3 = ([ML3])/([M]*[L]3)
M + 4Llt ML4 czyli B4 = ([ML4])/([M]*[L]4)
Teraz w zależności od interpretacji informacji: znajduje się jon metalu Me2+ o całkowitym stężeniu c=0,005 mM możemy różnie to rozwiązać.
Rozwiązanie 1.
W zadaniach z kompleksami, zwykle wyrażenie: o całkowitym stężeniu jonu metalu oznacza sumę stężeń wszystkich indywiduów, w których znajduje się nasz metal, czyli:
CM = [M] + [ML] + [ML2] + [ML3] + [ML4] = 5*10-6 mol/dm3
Normalnie matematycznie, aby obliczyć stężenie każdej z form [M], [ML], [ML2], [ML3],[ML4] trzeba byłoby ułożyć 5 równań z pięcioma niewiadomymi i rozwiązać to numerycznie. Tak w chemii nie robimy. Tego typu zadania są tak ułożone, że można je rozwiązać w nieco inny sposób, metodą ułamków molowych.
[L] = 0,1 mol/dm3
Wyraźmy całkowitymi stałymi trwałości stężenia ML, ML2, ML3, ML4 w funkcji [M] oraz [L]:
B1 = ([ML])/([M]*[L]) czyli [ML] = B1*[M]*[L]
B2 = ([ML2])/([M]*[L]2) czyli [ML2] = B2*[M]*[L]2
B3 = ([ML3])/([M]*[L]3) czyli [ML3] = B3*[M]*[L]3
B4 = ([ML4])/([M]*[L]4) czyli [ML4] = B4*[M]*[L]4
Wprowadzmy te dane do CM:
CM = [M] + [ML] + [ML2] + [ML3] + [ML4] = [M] + B1*[M]*[L] + B2*[M]*[L]2 + B3*[M]*[L]3 + B4*[M]*[L]4 = [M]*(1 + B1*[L] + B2*[L]2 + B3*[L]3 + B4*[L]4)
Napiszmy teraz wyrażenia na ułamki molowe M, ML, ML2, ML3, ML4:
X(M) = [M]/CM = [M]/([M]*(1 + B1*[L] + B2*[L]2 + B3*[L]3 + B4*[L]4)) = 1/(1 + B1*[L] + B2*[L]2 + B3*[L]3 + B4*[L]4) = 1/(1 + 30*0,1 + 200*0,01 + 400*0,001 + 6000*0,0001) = 1/7
X(ML) = [ML]/CM = (B1*[M]*[L])/CM = (B1*[M]*[L])/([M]*(1 + B1*[L] + B2*[L]2 + B3*[L]3 + B4*[L]4)) = (B1*[L])/(1 + B1*[L] + B2*[L]2 + B3*[L]3 + B4*[L]4) = 3/7
X(ML2) = [ML2]/CM = (B2*[M]*[L]2)/CM = (B2*[M]*[L]2)/([M]*(1 + B1*[L] + B2*[L]2 + B3*[L]3 + B4*[L]4)) = (B2*[L]2)/(1 + B1*[L] + B2*[L]2 + B3*[L]3 + B4*[L]4) = 2/7
X(ML3) = [ML3]/CM = (B3*[M]*[L]3)/CM = (B3*[M]*[L]3)/([M]*(1 + B1*[L] + B2*[L]2 + B3*[L]3 + B4*[L]4)) = (B3*[L]3)/(1 + B1*[L] + B2*[L]2 + B3*[L]3 + B4*[L]4) = 0,4/7
X(ML4) = [ML4]/CM = (B4*[M]*[L]4)/CM = (B4*[M]*[L]4)/([M]*(1 + B1*[L] + B2*[L]2 + B3*[L]3 + B4*[L]4)) = (B4*[L]4)/(1 + B1*[L] + B2*[L]2 + B3*[L]3 + B4*[L]4) = 0,6/7
Zatem najwięcej jest ML a najmniej ML3.
Rozwiązanie 2:
Gdyby jednak autor zadania chciał, aby wyrażenie: o całkowitym stężeniu jonu metalu oznaczało, że [M] = 5*10-6 mol/dm3 to wtedy stężenia poszczególnych indywiduów obliczamy wprost ze stałych beta:
[M] = 5*10-6
[ML] = B1*[M]*[L] = 30*5*10-6*0,1 = 1,5*10-5
[ML2] = B2*[M]*[L]2 = 200*5*10-6*0,01 = 1*10-5
[ML3] = B3*[M]*[L]3 = 400*5*10-6*0,001 = 2*10-6
[ML4] = B4*[M]*[L]4 = 6000*5*10-6*0,0001 = 3*10-6
Tutaj widzimy również, że najwięcej jest formy ML a najmniej ML3
Re: chemia analityczna
.=1/7 . itdadamantan pisze:1/(1 + B1*[L] + B2*[L]2 + B3*[L]3 + B4*[L]4) = 1/(1 + 30*0,1 + 200*0,01 + 400*0,001 + 6000*0,0001) = 1/6
Wtedy też ułamki molowe zsumują się do jedynki.
-
- Podobne tematy
- Odpowiedzi
- Odsłony
- Ostatni post
-
- 0 Odpowiedzi
- 3257 Odsłony
-
Ostatni post autor: chemia1994
26 paź 2014, o 13:25
-
-
Chemia analityczna w liceum
autor: półbiolchem » 26 sie 2015, o 21:04 » w Chemia w szkole i na studiach - 2 Odpowiedzi
- 1191 Odsłony
-
Ostatni post autor: półbiolchem
28 sie 2015, o 21:45
-
-
- 1 Odpowiedzi
- 7153 Odsłony
-
Ostatni post autor: Smile_Forever
5 wrz 2014, o 09:13
-
- 0 Odpowiedzi
- 2578 Odsłony
-
Ostatni post autor: chucky
22 paź 2015, o 20:20
-
-
Tylko chemia czy może chemia i biologia?
autor: Stworek » 28 maja 2014, o 10:48 » w Matura i egzaminy na uczelnie - 12 Odpowiedzi
- 9977 Odsłony
-
Ostatni post autor: Stworek
28 maja 2014, o 21:26
-
Kto jest online
Użytkownicy przeglądający to forum: Obecnie na forum nie ma żadnego zarejestrowanego użytkownika i 3 gości