余高奇
“铜-氯”配离子体系各物种平衡浓度的计算
2024-3-20 22:48
阅读:777

       本文拟结合具体实例,计算“Cu()-Cl”配离子体系各物种的平衡浓度,供参考.

1.“Cu()-Cl”配离子体系各物种平衡浓度的计算

[例]. 试计算HCl浓度约为10mol·dm-3,CuClO4浓度约为0.01mol·dm-3的溶液中,Cu+、[CuCl2]-[CuCl3]2-

的浓度[1]. 已知:Kθ稳定([CuCl2]-)=105.5Kθ稳定([CuCl3]2-)=105.7.

    析:为计算方便,近似认为溶液中氯离子浓度保持恒定,即:[Cl-]=10mol·dm-3

     依题:     Cu++2Cl-=[CuCl2]-

        Kθ稳定([CuCl2]-)= [CuCl2-]/([Cu+][Cl-]2)                         (1)

     由式(1)可得:[CuCl2-]=Kθ稳定([CuCl2]-)·[Cu+][Cl-]2           (2)

     同理: Cu++3Cl-=[CuCl3]2-

        Kθ稳定([CuCl3]2-)= [CuCl32-]/([Cu+][Cl-]3)                      (3)

     由式(3)可得:[CuCl32-]=Kθ稳定([CuCl3]2-)·[Cu+][Cl-]3        (4)

     另:[Cu+]+ [CuCl2-]+[CuCl32-]=0.01mol·dm-3                          (5)

     备注:式(5)为金属Cu的物料平衡式.

     将[Cl-]、Kθ稳定([CuCl2]-)及Kθ稳定([CuCl3]2-)的值分别代入式(2)、(4),并联立式(2)、(4)及

(5),可解得:

      [Cu+]=1.8768×10-11mol·dm-3              (6)

      [CuCl2-]=5.9350×10-4mol·dm-3           (7)

      [CuCl32-]=9.4063×10-3mol·dm-3         (8)

 2. 结果讨论

      由式(6)、(7)及(8)结果可知:“Cu()-Cl”配离子体系中,[CuCl32-]=9.4063×10-3mol·dm-3

占铜总物料的百分比为:  (9)

        [CuCl2-]=5.9350×10-4mol·dm-3占铜总物料的百分比为:

   (10)    

      另:[Cu+]=1.8768×10-11mol·dm-3  表明“Cu()-Cl”配离子体系中游离的Cu+基本被消耗完.

      结合式(9)与(10)可知:“Cu()-Cl”配离子的最主要存在形态为[CuCl3]2-.

 3. 结论

     ⑴“Cu()-Cl”配离子体系中最主要存在形态为[CuCl3]2-,约占铜总物料的90%;

     ⑵ 化学反应方程“Cu++3Cl-=[CuCl3]2-”写法正确[2].

参考文献

[1]张祥麟, 康衡. 配位化学. 长沙:中南工业大学出版社. 1986,7:53

[2]余高奇. "三氯合铜(Ⅰ)配离子与CuCl"体系的热力学计算.科学网博客, http://blog.sciencenet.cn/u/yugaoqi666 .2024,3


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