Устойчивость комплексных соединений в растворе

Все реакции образования комплексов в водном растворе обратимые:

M +nL« [ML_n] ,

где M - комплексообразователь; nL – определенное число лигандов; [ML_n] - образовавшийся комплекс.

Состояние равновесия приТ = соnst для реакции образования комплекса [ML_n] по закону действующих масс количественно характеризуется общей константой устойчивостиβ_n(константа образования комплекса):

β_n= (5.1)

где [ML_n], [M], [L]ⁿ - равновесные молярные концентрации соответствующих форм.

Константаβ_n(уст.)определяет меру общей устойчивости комплекса [ML_n] по отношению к устойчивости аквакомплекса[M(H₂O)_n], поскольку имеет место обратимая реакция обмена лигандов:

[M(H₂O)_n] + n L « [ML_n] + n H₂O.

Для аквакомплексов в водном растворе общие константы устойчивости условно приняты равными нулю.

Сравнение устойчивости комплекса [ML_n] при n= соnst для различных Mили Lпроводится по значениям константыβ_n(уст.)

При рассмотрении процесса диссоциации комплексного иона согласно закону действия масс, состояние равновесия можно выразить с помощью константы диссоциации. Поскольку диссоциация внутренней координационной сферы идет лишь в незначительной степени, она может быть охарактеризована константой нестойкостииликонстантой распада комплекса (К _нест.).

Пример: Написать процессы диссоциации хлорида диаммин серебра.

Решение:

1) В хлориде диаммин серебра первичная диссоциация проходит как у любой соли на катион и анион:

[Ag (NH₃)₂]Cl« [Ag (NH₃)₂]⁺ + Cl^-;

2) Затем комплексный ион по стадиям диссоциирует на составные части:

1 ступень - [Ag (NH₃)₂]⁺« [Ag (NH₃)]⁺ + NH₃;

2 ступень - [Ag(NH₃)]⁺ «Ag⁺ + NH_{3 .}

3) Тогда для каждой ступени константа нестойкости (К _нест.):

4) Суммарно этот процесс записывают так:

[Ag(NH₃)]⁺ «Ag⁺ + 2 NH_{3 ,}

Чем больше константа нестойкости, тем сильнее комплекс диссоциирует и тем менее он устойчив.

Взаимосвязь между константой образованиякомплексаи константой нестойкости можно выразить следующим выражением:

β_n(уст.)= 1 / К_нест.(5.2)

Пример: Написать уравнения диссоциации комплексных соединений:

а) K₃[Al(OH)₆]; б) [Pt(NH₃)₄]Cl₂; в) [Co(H₂O)₄Cl₂].

Решение:

1) Для а)K₃[Al(OH)₆]:

1 ступень: K₃[Al(OH)₆] « 3K⁺ + [Al(OH)₆]^3-;

2 ступень: [Al(OH)₆]^3-« Al³⁺ + 6OH ^-;

2) Для б) [Pt(NH₃)₄]Cl₂:

1 ступень: [Pt(NH₃)₄]Cl₂« [Pt(NH₃)₄]²⁺ + 2Cl^-;

2 ступень: [Pt(NH₃)₄] «Pt²⁺ + 4NH₃;

3) Для в) [Co(H₂O)₄Cl₂]:

1 ступень: [Co(H₂O)₄Cl₂] « Co²⁺ + 4H₂O + 2Cl ^-.