Номер 4, страница 69 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 2. Химическая связь и строение вещества. Параграф 9. Комплексные соединения - номер 4, страница 69.

Условие.

4. Охарактеризуйте свойства комплексных соединений на примере гексациано-феррата(III) калия. Каким образом это соединение диссоциирует в водном растворе? Где оно используется?

Решение.

Решение 2.

Свойства гексацианоферрата(III) калия

Гексацианоферрат(III) калия, также известный как красная кровяная соль, — это комплексное соединение с химической формулой $K_3[Fe(CN)_6]$.
Строение: Соединение состоит из ионов внешней сферы (три катиона калия $K^+$) и комплексного аниона внутренней сферы — гексацианоферрат(III)-иона $[Fe(CN)_6]^{3-}$. В комплексном ионе центральным атомом-комплексообразователем является ион железа в степени окисления +3 ($Fe^{3+}$), который координирует вокруг себя шесть лигандов — цианид-ионов ($CN^-$). Координационное число железа равно 6.
Физические свойства: Представляет собой кристаллы тёмно-красного цвета, хорошо растворимые в воде (образуется желто-зеленый раствор) и нерастворимые в спирте.
Химические свойства:
1. Является окислителем за счёт иона $Fe^{3+}$ в составе комплексного аниона.
2. Ключевым свойством является качественная реакция на ионы железа(II) ($Fe^{2+}$). При взаимодействии с солями $Fe^{2+}$ образуется тёмно-синий осадок "турнбуллева синь":
$3Fe^{2+} + 2[Fe(CN)_6]^{3-} \rightarrow Fe_3[Fe(CN)_6]_2 \downarrow$
3. Комплексный ион $[Fe(CN)_6]^{3-}$ очень устойчив, поэтому в водном растворе практически отсутствуют свободные ионы $Fe^{3+}$, и раствор не даёт характерных качественных реакций на них (например, с роданид-ионами).

Ответ: Гексацианоферрат(III) калия $K_3[Fe(CN)_6]$ — это комплексное соединение, состоящее из катионов калия $K^+$ и комплексного аниона $[Fe(CN)_6]^{3-}$. Это красные кристаллы, растворимые в воде. Является окислителем и используется как качественный реактив на ионы $Fe^{2+}$, с которыми образует синий осадок (турнбуллеву синь). Комплексный ион очень устойчив.

Диссоциация в водном растворе

Диссоциация гексацианоферрата(III) калия в водном растворе протекает ступенчато.
1. Первичная диссоциация: Соединение диссоциирует как сильный электролит, распадаясь на ионы внешней сферы и комплексный ион. Этот процесс протекает практически полностью:
$K_3[Fe(CN)_6] \rightarrow 3K^+ + [Fe(CN)_6]^{3-}$
2. Вторичная диссоциация: Комплексный ион $[Fe(CN)_6]^{3-}$ диссоциирует в очень незначительной степени, так как связь между центральным ионом $Fe^{3+}$ и лигандами $CN^-$ очень прочная. Этот процесс является обратимым:
$[Fe(CN)_6]^{3-} \rightleftharpoons Fe^{3+} + 6CN^-$
Константа нестойкости этого комплексного иона чрезвычайно мала (около $10^{-44}$), что подтверждает его высокую устойчивость. Поэтому равновесие вторичной диссоциации сильно смещено влево.

Ответ: В водном растворе гексацианоферрат(III) калия диссоциирует в основном по первой ступени на катионы калия и комплексные гексацианоферрат(III)-анионы: $K_3[Fe(CN)_6] \rightarrow 3K^+ + [Fe(CN)_6]^{3-}$. Дальнейшая диссоциация комплексного иона ($[Fe(CN)_6]^{3-} \rightleftharpoons Fe^{3+} + 6CN^-$) протекает в ничтожно малой степени.

Применение

Гексацианоферрат(III) калия используется в различных областях:
• В аналитической химии: как реактив для качественного обнаружения ионов железа(II) ($Fe^{2+}$).
• В фотографии: в качестве компонента отбеливающих и ослабляющих растворов (например, ослабитель Фармера) для обработки фотоматериалов.
• В гальванотехнике: как компонент электролитов при нанесении покрытий из благородных металлов.
• В органическом синтезе: в качестве мягкого окислителя.
• В производстве: для изготовления пигментов, в крашении тканей.

Ответ: Гексацианоферрат(III) калия используется в аналитической химии для обнаружения ионов $Fe^{2+}$, в традиционной фотографии, гальванотехнике, органическом синтезе и для производства пигментов.