04 Равновесия комплексообразования

Л Е К Ц ИЯ 4
Л Е К Ц ІЯ 4
Равновесия комплексообразования
доц. Л.В. Вронска
План
Комплексное
соединение
и
процесс
комплексообразования. Типы комплексных
соединений.
2. Устойчивость комплексных соединений и
влияние на нее разных факторов.
3.
Влияние
комплексообразования
на
растворимость осадков и окислительновосстановительный потенциал системы.
4. Использование комплексообразования в
аналитической химии.
1.
1. Комплексное соединение и процесс
комплексообразования. Типы комплексных
соединений.
Комплексные соединения - сложные
объекты, которые получены из менее
сложных объектов (ионов, молекул),
способных самостоятельно существовать
в растворах.
Комплексообразование
–
процесс
образования
сложных
(комплексных)
соединений из менее сложных
Типы комплексных соединений:
 1. Ионные ассоциаты
 2. Комплексы без центра координации
 3.
Координационные
соединения
комплексные
Координационные комплексные
соединения


Моноядерные комплексные соединения
(монолигандные, смешанолигандные)
Многоядерные комплексные соединения
(мостиковые, кластеры, изополикислоты,
гетерополикислоты)


Хелаты
Внутрикомплексные соединения
Схема образования аммиачного комплекса
купрума [Cu(NH3)4]2+
Схема образования и пространственное
строение [Co(NH3)6]3+
Характерная особенность хелатов –
наличие циклов
Диэтилендиамминокупрум (ІІ)
Диглицинатокупрум (ІІ)
Активный центр хлорофилла
Активный центр гемоглобина
Строение молекулы цианокобаламмина
(витамин В12)
Механизм действия тетацина
Ионы Hg2+ и Cd2+ вытесняют ионы Ca2+
из тетацина
Необходимые элементы лигандов, чтобы
образовывались хелаты
1. Функционально-аналитические группы
(ФАГ) - специфические группировки,
которые
обеспечивают
появление
донорно-акцепторной связи.
 -ОН, -SH, =NH, -COOH, -SO3H, -AsО3H2,
C=Ö: и т.д.
Необходимые элементы лигандов, чтобы
образовались хелаты
2. Аналитико-активные группы (ААГ) - группы
атомов, которые изменяют аналитические
свойства продукта реакции (растворимость,
интенсивность окраски). Это ауксохромные
группы,
которые
влияют
на
систему
сопряженных -связей и усиливают окраску
комплекса (-Cl, -Br, -J, -C6H5 и т.д.), а также
группы, которые улучшают растворимость
комплексов (-SO3H, -COOH).
Процесс комплексообразования описывается
равновесиями
Ступенчатые
Суммарные
Me + L ↔ MeL
Me + L ↔ MeL
MeL + L ↔ MeL2
Me + 2L ↔ MeL2
MeL2 + L ↔ MeL3
Me + 3L ↔ MeL3
··································
··································
MeLn-1+ L ↔ MeLn
Me + n L ↔MeLn
Процесс диссоциации комплексов
описывается равновесиями
ступенчатые
MeLn  MeLn-1+ L
MeLn-1 MeLn-2+ L
…………………….
MeL2  MeL + L
MeL Me + L
суммарные (общие)
MeLn  Me + nL
МeLn-1  Me + (n-1)L
……………………..
MeL2  Me + 2L
MeL  Me +L
Связь констант устойчивости и
нестойкости
Me + nL ↔MeLn
MeLn↔Me + nL
[MeL ]
 
[Me]  [L]
[Me]  [L]
K 
[MeL ]
n
n
n
'
n
n
n
1
 
K
n
'
n
 ! Таким образом, константы
устойчивости и нестойкости обратно
пропорциональны.
2. Устойчивость комплексных соединений и
влияние на нее различных факторов
Относительно кинетической устойчивости:
 лабильные комплексные соединения
 инертные комплексные соединения
Характеристики термодинамической устойчивости:
 константы устойчивости (нестойкости)
Факторы, которые влияют на стойкость комплексных
соединений:
 природа иона металла и лиганда
 заряд иона металла
 ионный радиус комплексообразователя
 природа среды
Влияние различных факторов на процессы
комплексообразования в растворах
1. ионная сила
2. рН
3. концентрация лиганда
4. температура
5. посторонние ионы, которые образуют
малорастворимые соединения с ионами
металла - комплексообразователя или
лигандом.
3. Влияние комплексообразования на
растворимость осадков и
окислительно-восстановительный
потенциал системы
 Растворимость осадков увеличивается
 Окислительные
и
восстановительные
свойства
окислительно-восстановительной
пары могут усиливаться и уменьшатся в
зависимости
от
природы
комплексов,
которые будут образовываться с окисленной
или восстановленной формами редокс-пары







4. Использование комплексообразование в
аналитической химии
маскировка ионов
идентификация катионов, анионов
отделение (выделение)
концентрирование и определение ионов
осаждение катионов и анионов из растворов
растворение осадков
определение тождественности лекарственных
средств по функциональных группам
 изменение
окислительно-восстановительного
потенциала
 обнаружение ионов люминесцентным методом
 для фиксации точки эквивалентности в
титриметрических методах анализа
Спасибо за внимание!