Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Диссоциация комплексных соединений. Устойчивость комплексов. Лабильные и инертные комплексы

При растворении в воде комплексных соединений, обычно они распадаются на ионы внешней и внутренней сфер подобно cильным электролитам, так как эти ионы связаны ионогенно, в основном, электростатическими силами. Это оценивается как первичная диссоциация комплексных соединений.

K [ Ag(CN) ₂ ] ® К ⁺ + [ Ag(CN) ₂ ] ^—

Вторичная диссоциация комплексного соединения – это распад внутренней сферы на составляющие ее компоненты. Этот процесс протекает по типу слабых электролитов, так как частицы внутренней сферы связаны неионогенно (ковалентной связью). Диссоциация носит ступенчатый характер:

[Ag(CN)2]— [AgCN] + CN—	1 ступень
[AgCN] Ag+ + CN—	2 ступень

Для качественной характеристики устойчивости внутренней сферы комплексного соединения используют константу равновесия, описывающую полную ее диссоциацию называемую константой нестойкости комплекса (Кн). Для комплексного аниона [ Ag(CN)₂ ] ^— выражение константы нестойкости имеет вид:

[ Ag⁺ ] [ СN^— ] ²

Кн = ——————

[ Ag(СN)^—₂ ]

Чем меньше значение Кн, тем более устойчивой является внутренняя сфера комплексного соединения, то есть – тем меньше она диссоциирует в водном растворе. В последнее время вместо Кн используют значение константы устойчивости (Ку). Чем больше значение Ку, тем более стабильный комплекс.

Ку = ——

Кн

Константы устойчивости позволяют прогнозировать направление лигандообменных процессов.

В водном растворе ион металла существует в виде аквакомплексов: [ Fe(H₂О)₆ ] ²⁺ – гексааквожелезо, [ Cu(H₂О)₄ ] ²⁺ – тетрааквомедь.

При написании формул гидратированных ионов, координированные молекулы воды гидратной оболочки не указываем, но подразумеваем. Образование комплекса между ионом металла и каким–либо лигандом, рассматриваем как реакцию замещения молекулы воды во внутренней координационной сфере этим лигандом

[ Mg (H₂O) n ] ^z+ + nL^Х— [ ML_n ] ^z—nx + nH₂О

Например:

[ Cu (H₂O)₄ ] ²⁺ + 4NH₃ [ Cu (NH₃)₄ ] ²⁺ + 4H₂O

Лигандообменные реакции протекают по механизму реакций S_N–типа.

Значения констант устойчивости, приведенные в таблице, свидетельствуют о том, что за счет процесса комплексообразования происходит прочное связывание ионов в водных растворах, что указывает на эффективность использования данного типа реакций для связывания ионов особенно с полидентатными лигандами. В отличие от реакций ионного обмена образование комплексных соединений часто не является квазимгновенным процессом. Например, при взаимодействии железа (3) с нитрилотриметиленфосфоновой кислотой равновесие устанавливается через 4 суток. Для кинетической характеристики комплексных соединений используются понятия – лабильный (быстро вступающий в реакцию) и инертный (медленно вступающий в реакцию). Лабильными комплексами, по предложению Г.Таубе считаются такие, которые полностью обмениваются лигандами в течение 1 минуты при комнатной температуре и концентрации раствора 0,1 М. Необходимо четко различать термодинамические [ прочный (устойчивый), непрочный (неустойчивый) ] и кинетические [ инертный и лабильный ] понятия.

У лабильных ионов реакции замещения лигандов происходят быстро, устанавливается быстро равновесие. У инертных ионов реакции замещения лигандов протекают медленно.

Так, инертный комплекс [ Co(NH₃)₆ ] ²⁺ в кислой среде термодинамически неустойчив: константа неустойчивости равна 10²⁵, а лабильный комплекс [ HgJ₄ ] ^2— очень устойчив: константа неустойчивости равна 10^—30. Лабильность комплексов Таубе связывает с электронной структурой центрального атома. Инертность комплексов свойственна главным образом ионам с незаконченной d – оболочкой. К инертным относятся комплексы Со, Cr. Цианидные комплексы многих катионов с внешним уровнем S²Р⁶ лабильны.

59.

Закон Гесса — основной закон термохимии, который формулируется следующим образом:

• Тепловой эффект химической реакции, проводимой в изобарно-изотермических или изохорно-изотермических условиях, зависит только от вида и состояния исходных веществ и продуктов реакции и не зависит от пути её протекания.

Иными словами, количество теплоты, выделяющееся или поглощающееся при каком-либо процессе, всегда одно и то же, независимо от того, протекает ли данное химическое превращение в одну или в несколько стадий (при условии, что температура, давление и агрегатные состояния веществ одинаковы). Например, окисление глюкозы в организме осуществляется по очень сложному многостадийному механизму, однако суммарный тепловой эффект всех стадий данного процесса равен теплоте сгорания глюкозы.