|
 |
|
Izracunaj udjel i koncentraciju iona M2+ u otopini koja je pripravljena mijesanjem 10ml iona metala c=0,01M i 90 ml otopine monodentatnog liganda c=1,6*10-2M ako su poznate pojedine konstante stabilnosti nastalih kompleksa. K1=2*10^2, K2=2*10^2, K3=2,5*10^2, K4=1,26*10^2
Molim Vas pomoc oko ovog zadatka. Hvala!
|
|
Ime i prezime:
Mateja M
mateja.matus@hotmail.com
|
 |
 |
Ne mogu reći da sam siguran što su si zamislili autori zadatka. S jedne strane, zadatak se sustavno može riješiti postavljanjem dviju jednadžbi s dvjema nepoznanicama:
c(M2+) = [M2+] + [ML2+] + [ML22+] + [ML32+] + [ML42+]
c(L) = [L] + [ML2+] + 2∙[ML22+] + 3∙[ML32+] + 4∙[ML42+]
Pomoću jednadžbi za konstante ravnoteže za pojedine stupnjeve kompleksiranja mogu se potom ravnotežne koncentracije svih vrsti izraziti samo pomoću ravnotežnih koncentracija slobodnog liganda i slobodnog metalnog kationa (logikom sličnom kao i npr. kod poliprotonskih kiselina). Nakon toga treba u prvoj jednadžbi koncentraciju slobodnog metalnog kationa izraziti pomoću koncentracije slobodnog liganda, s čime se može ići u drugu jednadžbu, koja će nakon toga kao nepoznanicu sadržavati samo koncentraciju slobodnog liganda. Konačna jednadžba, ako nisam što pogriješio, izgleda ovako:
K1∙K2∙K3∙K4∙[L]5 + K1∙K2∙K3∙[L]4∙(1 + K4∙(4∙c(M2+) − c(L))) + K1∙K2∙[L]3∙(1 + K3∙(3∙c(M2+) − c(L))) + K1∙[L]2∙(1 + K2∙(2∙c(M2+) − c(L))) + [L]∙(1 + K1∙(c(M2+) − c(L))) − c(L) = 0
Jednadžba je, dakle, petog stupnja, što će reći da se bez problema rješava na računalu, a na papiru baš i ne. Ako je upotreba računala, u duhu činjenice da smo u 21., a ne u 19. stoljeću, prihvatljiva, zadatak se može smatrati riješenim.
Ako kojim slučajem autori na umu imaju nešto drugo, jedino što mi pada na pamet je izračunati kumulativnu konstantu ravnoteže, uočiti da je pristojno velika (red veličine je 109) i praviti se da je gotovo sav metal potpuno kompleksiran, uz maksimalan mogući utrošak liganda. Time se dobiva izraz:
[M2+] = c(M2+)/(Kuk.∙(c(L) − 4∙c(M2+)))
Pomoću tog iznosa dobije se da koncentracija slobodnih metalnih kationa iznosi 7,63∙10−11 M, dok se rješavanjem jednadžbe (ja sam za pomoć zamolio Wolfram|Alpha) dobije da koncentracija slobodnog liganda iznosi 0,0112 M, a slobodnih metalnih kationa 2,43∙10−5 M. Očito, dva se rezultata dosta intenzivno ne slažu i ne bi trebalo biti teško pogoditi za koji se treba odlučiti ako nam je važna točnost.
Ipak, kako sam sve skupa radio dosta brzo, ne bih isključio mogućnost da sam napravio jednu ili više grešaka. Vrijeme s kojim raspolažem po času se mjeri u negativnim iznosima, tako da provjeru prepuštam tebi. Naravno, ako mi ti ili netko drugi javi kakvu grešku, popravit ću čim mi prilike to dopuste.
Pozdrav,
|
|
|
Odgovorio:
Ivica Cvrtila
i.cvrtila@rug.nl
<-- Povratak
|
|
|
Postavite
pitanje iz bilo kojeg područja kemije i
e-škola će osigurati da dobijete odgovor od kompetentnog znanstvenika. |
  |
|
