A komplex képződések stabilitása
Kezdőlap | Rólunk | visszacsatolás
A komplexképzés addig folytatódik, amíg az oldat el nem éri a kompozíciót a szabad entalpia minimális értékével, azaz egyensúlyt. Az elemi reakciók iránya az abban részt vevő komponensek tevékenységének (vagy koncentrációjának) nagyságától függ. A relaxációban ezeknek a termékeknek a nagysága általában az egyensúlyi állandók értékeihez igazodik. Amikor összetett vegyületek keletkeznek, ezeket a konstansokat Ka stabilitási állandóknak (egyesüléseknek) nevezik. és amikor megsemmisül, disszociálja - instabilitás állandó Kd. Az egyes j szakaszok ilyen állandói fordítottan kapcsolódnak egymáshoz, és megfelelnek az egyensúlyi tevékenységek termékeinek:
Az egyes elemi komplexképzési reakciók állandóit lépésenkénti állandó konstansoknak nevezik. Az ilyen konstansok száma megegyezik a lépések számával. Az egyetlen nukleáris komplex vegyület képződésének minden szintjét az egyenlőség határozza meg:
ahol Ka, # 913; - egy komplex termodinamikus stabilitási állandója (egyesülése) a ligandumok számával # 913; A komplexáció komplex komplex reakciójának állandóját a teljes stabilitási konstansnak nevezzük (összes stabilitási állandó, kumulatív vagy bruttó állandó). Ennek inverze:
a teljes instabilitási állandónak (az egész instabilitás állandónak) nevezik.
A lépésenkénti stabilitási konstansok egy komplex vegyület képződését jellemzik, mivel csak egy ligandumot tartalmaz. Ezért a j index határozza meg mind a végtermék sorszámát, mind a ligandumok számát. A teljes stabilitási állandók csak komplex vegyületek képződését jellemzik, csak a disszociált ionoktól, függetlenül a ligandumok számától. Gyakran, hogy a teljes állandókat megkülönböztessük a lépcsőzetes konstansoktól, ezeket egy szimbólum jelöli # 946; # 913; . A teljes és lépésenkénti állandókat az egyenletek kapcsolják össze:
Ezért a teljes stabilitási állandót néha stabilitásnak (stabilitási terméknek) nevezik.
Ugyanúgy, mint más esetekben, a szóban forgó konstansok lehetnek termodinamikaiak (a tevékenységekhez) és koncentráció (koncentrációkhoz), amelyek az egyenlethez kapcsolódnak egymáshoz:
A nagyon híg megoldásokban a különbség gyakorlatilag hiányzik, de nő a mineralizáció növekedésével.
Az 1 mól bármely komplex képződés standard szabad entalpiája a stabilitási állandó értékével függ össze:
RT × lnKa, # 913; = -. (II # 8209, 196)
Ezért, minél stabilabb a stabilitás, annál erősebb az oktatás, annál hasznosabb a munka annak elpusztítása érdekében.
A komplexek stabilitását elsősorban a központi atomjuk és ligandumuk jellemzi. Kisebb ionos sugárral rendelkező kationok komplex komplexei és nagyfokú oxidációjú, nem polárosítható ligandumok F-típusúak nagyobb stabilitást mutatnak. HE -. A megfelelően stabil komplex vegyületek átmenetifémeket képeznek. Számos tanulmány eredményei azt mutatják, hogy a komplex vegyületek stabilitása a "stabilitás természetes rendje" szerint növekszik: Mn 2+. Fe 2+. Co 2+. Ni 2+. Cu 2+. függetlenül a ligandum jellegétől és a koordinációs számtól. Kevésbé stabilak azok a kationok, amelyek nagy ion sugarúak és alacsony oxidációs fokúak, amelyek hatékonyabban kölcsönhatásba lépnek az S, P tartalmú, könnyen polarizálható ligandumokkal. A kelátkomplexek fokozott stabilitást mutatnak. Minél nagyobb a komplexképző szer és a ligandumok közötti kötések ereje, annál kevésbé észrevehetőek az egyedi tulajdonságaik, és komplexük egészének tulajdonságai egyre hangsúlyosabbá válnak. Számos fém nagyon erős vegyületet képez az OH -. ami az oldat eltávolításához vezet, különösen nagy pH-értékek esetén. A savak jelenléte megakadályozza ezt. Különösen a szerves savak gyakran megakadályozzák az átmenetifémek eltávolítását az oldatból.
A ligandumok számának növekedését általában a komplex vegyület stabilitásának csökkenésével kíséri. Ennek oka elsősorban a komplexképző szer térbeli csökkenésének és a ligand elektrosztatikus repulziójának a csökkenése. Például az alumínium és fluor vegyületek lépésenkénti stabilitási állandója az 1-6. Számú ligandumok számának növekedésével több mint egymillió alkalommal csökken. Ezért a legelterjedtebb összetevők a képződés első szakaszaiban, minimális számú ligandummal, különösen ionpárral, a legstabilabbak. Az utóbbiak a legkisebb, de a legtartósabb, szupermolekuláris vegyületek. Ebben az esetben minél nagyobb a stabilitásuk állandó értéke, annál könnyebben és jobban alakulnak. Amint a II-12. Táblázatban látható, a legerősebb ionpárok gyenge savakat és gyenge bázisokat, elsősorban CO3 2- és Ca2 + -ot alkotnak. A H2O azonban a legstabilabb, a legkevésbé erős vegyületek, amelyek gyakorlatilag hiányoznak a természetes vizekben, erős savakat és bázisokat képeznek.
II-26. Az ionpárok stabilitási állandói a természetes vizekben.