Hai ống nghiệm (1) và (2) đều chứa 1 mL dung dịch copper(II) sulfate 0,5% màu xanh nhạt. Tiến hành hai thí nghiệm sau ở 20°C.
• Thí nghiệm 1: Thêm từ từ cho đến hết 2 mL dung dịch hydrochloric acid đặc (nồng độ khoảng 11M) không màu vào ống nghiệm (1) thu được dung dịch Y có màu vàng chanh, do có quá trình:
[Cu(OH2)6]2+(aq) + 4Cl-(aq) ⇌ [CuCl4]2-(aq) + 6H2O(l) Kc = 4,18.10^5 (1)
• Thí nghiệm 2: Thêm từ từ cho đến hết 2 mL dung dịch sodium chloride bão hòa (nồng độ khoảng 5,3M) không màu vào ống nghiệm (2) thu được dung dịch có màu xanh nhạt hơn so với ban đầu.
a. Trong thí nghiệm (1), phức chất [CuCl4]2- kém bền hơn phức chất [Cu(OH2)6]2+.
b. Trong thí nghiệm (2), không có dấu hiệu của phản ứng hình thành phức chất.
c. Khả năng thay thế phối tử trong phức chất [Cu(OH2)6]2+ không phụ thuộc vào nồng độ của ion Cl- trong dung dịch mà phụ thuộc vào tính acid mạnh của hydrochloric acid.
d. Khi cho dung dịch HCl có nồng độ khoảng 5,3M vào dung dịch copper(II) sulfate 0,5% thì không quan sát thấy dấu hiệu của phản ứng tạo thành phức chất [CuCl4]2-.
Câu trả lời tốt nhất
(a) Sai, Kc của (1) rất lớn nên (1) chuyển dịch mạnh theo chiều thuận, nồng độ [CuCl4]2- lớn —> [CuCl4]2- bền hơn [Cu(OH2)6]2+ (xu hướng phản ứng là chuyển hóa chất kém bền thành chất bền hơn).
(b) Đúng, (c) Sai: TN2 không có dấu hiệu tạo phức. Quá trình tạo phức có phụ thuộc nồng độ Cl- và nồng độ H+:
Trong môi trường trung tính (NaCl đặc), Cu2+ rất dễ bị thủy phân tạo Cu(OH)2 làm phức [Cu(OH2)6]2+ kém ổn định. Khi pH thấp (HCl đặc) quá trình thủy phân được ngăn chặn làm phức [Cu(OH2)6]2+ ổn định, là tiền đề để chuyển hóa thành phức [CuCl4]2-.
HCl có độ tan lớn hơn NaCl nên HCl đặc có nồng độ Cl- cao hơn NaCl đặc. Nồng độ Cl- càng cao thì [CuCl4]2- càng dễ được tạo ra.
(d) Đúng, hệ số cân bằng của Cl- rất lớn (4) nên việc giảm nồng độ Cl- (từ 11M xuống còn 5,3M) sẽ làm tốc độ phản ứng thuận giảm xuống rõ rệt, mặt khác nếu lượng phức chất tạo ra quá ít sẽ bị màu xanh của CuSO4 che khuất —> Hầu như không quan sát thấy hiện tượng tạo phức nữa.