Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Теоретические сведения. Константы устойчивости.Реакции комплексообразования в растворах используются при выполнении анализов в следующих случаях:






Константы устойчивости. Реакции комплексообразования в растворах используются при выполнении анализов в следующих случаях:

· для обнаружения или маскирования растворенных веществ;

· для перевода определяемого компонента в новое соединение (интенсивно поглощающее свет, люминесцирующее, экстрагируемое и т.д.);

· для целенаправленного регулирования химических свойств определяемого вещества или реагента (кислотно-основных, окислительно-восстановительных и других, а также для изменения растворимости осадков);

· для титрования ионов металла реагентами-лигандами (или наоборот).

Во всех этих случаях для выбора подходящего реагента, поиска оптимальных условий проведения реакции, оценки селективности и точности соответствующей методики анализа необходимо проводить расчеты с применением констант устойчивости (или констант нестойкости). В частности, так рассчитывают закомплексованность центрального иона, степень образования разных комплексов и другие равновесные характеристики [ см. 4, с.69-73 ]. Для проведения точных расчетов требуется информация о составе и прочности всех комплексов, которые могут образоваться в данной системе; кроме большого количества труднодоступных справочных данных, этот способ требует применения компьютеров и специального программного обеспечения.

Можно ограничиться предположением о существовании в растворе лишь одного - наиболее прочного - комплексного соединения. Пренебрежение ступенчатым характером комплексообразования позволяет быстро и легко получать ответ (пример 1), но иногда приводит к серьезным погрешностям. Во многих случаях этим способом вообще нельзя пользоваться; например, если в данной системе получается ряд комплексов, близких по своей прочности, или при образовании малопрочных соединений. В настоящем пособии преимущественно используются расчеты без упрощений, т.е. учитывается ступенчатый характер комплексообразования.

Обозначим через [M] равновесную концентрацию центрального иона (обычно катиона металла); [L] - равновесную концентрацию свободного лиганда, [ML], [ML2], [ML3] и т.д. (в общем случае [MLi]) - равновесные концентрации соответствующих комплексов; все концентрации выражены в моль/литр. Пусть n - максимальное число лигандов L, которое с учетом их дентатности может присоединиться к М. Пренебрегая возможным образованием смешанных и многоядерных комплексных соединений, наличием во внутренней координационной сфере М молекул растворителя, постепенно вытесняемых лигандом L, запишем схему ступенчатого комплексообразования между М и L, а также выражения для соответствующих ступенчатых (K) и общих (b) констант устойчивости:

M + L «ML; K1 = ; b1 = ;

ML + L «ML2; K2 = ; b2 = ;

ML2 + L «ML3; K3 = ; b3 = .

и так далее, вплоть до образования MLn. В общем случае для i-ого комплекса

Mli-1 + L «MLi ; Ki = ; bi = . (17)

При этом общие и ступенчатые константы связаны:

bi = K1. K2...... Ki. (18)

 

 

Удобнее считать по формуле:

lg bi = lg K1 + lg K2 +..... + lg Ki. (19а)

Если в справочнике даны лишь значения lg bi, то ступенчатые константы можно легко найти по разности:

lgKi = lg bi - lg bi-1. (19б)

Константы нестойкости представляют собой обратные значения констант устойчивости. Очевидно, для любой ступени процесса

k нест = 1 / Kуст, pk нест = lgK уст. (20)

К нест(общая) = 1/bуст, pK нест = lg bуст. (20а)

Несмотря на то, что константы нестойкости широко представлены в справочниках и других книгах, изданных до 1975 г., пользоваться ими теперь не рекомендуется.

В ходе расчетов комплексообразования применяют (в том числе в настоящем пособии) концентрационные константы, однако их значения можно без большой погрешности брать прямо из справочников, где константы соответствующих равновесий приведены для нулевой или некоторой другой известной величины ионной силы. Дело в том, что ионная сила довольно слабо влияет на равновесие комплексообразования.






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.