Дано:
- Концентрация тетрамминникель(II) нитрата (Ni(NH3)4(NO3)2) = 0,01 моль/л
- Концентрация аммиака (NH3) = 0,05 моль/л
- Температура = 298 К (предположим, если не указана)
Найти:
- Концентрацию свободных ионов никеля (Ni^2+) в растворе
Решение:
1. Определим, как диссоциирует тетрамминникель(II) нитрат в растворе:
Ni(NH3)4(NO3)2 → Ni^2+ + 2NO3^- + 4NH3
2. Напишем уравнение комплексообразования для тетрамминникеля(II):
Ni^2+ + 4NH3 ⇌ Ni(NH3)4^2+
Константа равновесия комплексообразования (Kf) для этой реакции при 298 К равна примерно 2,0 × 10^8.
3. Для нахождения концентрации ионов Ni^2+ используем уравнение для равновесия комплекса. Обозначим концентрацию Ni^2+ как x, а концентрацию комплекса Ni(NH3)4^2+ как 0,01 - x (поскольку начальная концентрация Ni(NH3)4^2+ равна 0,01 моль/л).
Уравнение равновесия:
Kf = [Ni(NH3)4^2+] / ([Ni^2+][NH3]^4)
Подставляем значения:
2,0 × 10^8 = (0,01 - x) / (x * (0,05)^4)
4. Упрощаем расчет, предполагая, что x будет очень маленьким по сравнению с начальной концентрацией 0,01 моль/л, так как Kf очень велик:
2,0 × 10^8 ≈ 0,01 / (x * (0,05)^4)
5. Найдем x:
x = 0,01 / (2,0 × 10^8 * (0,05)^4)
Вычисляем:
(0,05)^4 = 0,00000625
2,0 × 10^8 * 0,00000625 = 1,25
x = 0,01 / 1,25
x ≈ 0,008 моль/л
Ответ:
Концентрация свободных ионов никеля (Ni^2+) в растворе составляет примерно 0,008 моль/л.