Ключевая разница - пошаговые и общие константы стабильности
Термин константа стабильности относится к константе равновесия для образования комплексного соединения в растворе. Это способ измерения стабильности этих комплексов ионов переходных металлов. Как и все другие константы равновесия, константы стабильности также зависят от температуры. Определение константы стабильности можно дать как «константу равновесия, существующего между ионом переходного металла, окруженным водными лигандами, и комплексом, образованным, когда некоторые ионы переходного металла подвергаются реакциям замещения лиганда». символ константы стабильности KstabОбычно лиганды заменяют один за другим в виде поэтапного процесса. Эти шаги задаются ступенчатыми константами устойчивости. Однако также может быть задана константа устойчивости для всего процесса. Это общая константа устойчивости. Ключевое различие между ступенчатой и общей константами стабильности заключается в том, что значения ступенчатых констант стабильности ниже, чем общая константа стабильности той же реакции, тогда как общая константа стабильности всегда имеет более высокое значение, чем каждая ступенчатая константа стабильности.
Что такое ступенчатые константы устойчивости?
Ступенчатые константы устойчивости представляют собой константы равновесия, заданные для каждой стадии процесса замещения лиганда. Когда комплекс с ионом переходного металла имеет водные лиганды, окружающие ион металла, замещение лиганда происходит как ступенчатый процесс. Там только одна молекула воды заменяется лигандом, участвующим в замещении. Давайте рассмотрим пример, чтобы понять этот процесс.
Пример
В качестве примера возьмем замещение аммиачных лигандов.
Химическая формула иона гексааквамеди(II) имеет вид [Cu(H2O)6] 2+. Шесть водных лигандов могут быть заменены аммиачными лигандами (NH3). Один водный лиганд заменяется одним аммиачным лигандом за раз.
[Cu(H2O)6]2++NH 3 ↔ [Cu(NH3)(H2O)5]2+ K1
[Cu(NH3)(H2O)5] 2++ NH3 ↔ [Cu(NH3)2 (H2O)4]2+ K2
[Cu(NH3)2(H2O) 4]2++ NH3 ↔ [Cu(NH3 )3(H2O)3]2+K3
[Cu(NH3)3(H2O) 3]2++ NH3 ↔ [Cu(NH3 )4(H2O)2]2+K4
[Cu(NH3)4(H2O) 2]2++ NH3 ↔ [Cu(NH3 )5(H2O)]2+ K5
[Cu(NH3)5(H2O)] 2++ NH3↔ [Cu(NH3)6 ]2+ K6
Рисунок 01: Трехмерная диаграмма иона гексааквамеди(II).
Константа стабильности для первой замены дается как K1. Для второй замены это k2 и наоборот. Для каждого приведенного выше равновесия можно вывести выражения, как показано ниже.
Для первой замены K1={[Cu(NH3)(H2O)5]2+} / {[Cu(H2O)6] 2+} {NH3}
В котором {[Cu(NH3)(H2O)5]2+}, {[Cu(H2O)6] 2+} и {NH3} представляют собой концентрации каждого химического вещества в скобках. Подобные выше выражения можно записать и для других констант ступенчатой устойчивости (K2, K3, K4, K5 и K6).
Что такое общие константы стабильности?
Общая константа стабильности – это константа равновесия общей реакции. Для приведенной выше реакции общая константа стабильности может быть определена следующим образом:
[Cu(H2O)6]2+ + NH 3↔ [Cu(NH3)6]2+
Следовательно, общая константа стабильности представляет собой константу равновесия для равновесия между ионом переходного металла, окруженным водными лигандами, и ионом переходного металла, окруженным замещенными лигандами. Тогда выражение для общей константы устойчивости может быть получено, как показано ниже.
В целом Kstab={[Cu(NH3)6] 2+} / {[Cu(H2O)6]2+ }{NH3}
Какова связь между ступенчатой и общей константами устойчивости?
Общая константа устойчивости может быть получена путем перемножения всех ступенчатых констант устойчивости. В приведенном выше примере
Всего Kудар=K1K2K3K4K5K6
В чем разница между ступенчатой и общей константами устойчивости?
Пошаговые и общие константы стабильности |
|
| Ступенчатые константы устойчивости представляют собой константы равновесия, заданные для каждой стадии процесса замещения лиганда. | Общая константа стабильности – это константа равновесия общей реакции. |
| Природа | |
| Ступенчатые константы устойчивости приведены для стадий реакции замещения, протекающей в комплексе с ионом переходного металла. | Общая константа стабильности дана для всей реакции замещения, которая происходит в комплексе с ионом переходного металла. |
| Ценность | |
| Значения ступенчатых констант устойчивости ниже общей константы устойчивости той же реакции. | Общая константа устойчивости всегда имеет более высокое значение, чем каждая ступенчатая константа устойчивости. |
Резюме – пошаговые и общие константы стабильности
Константа ступенчатой устойчивости и общая константа стабильности представляют собой константы равновесия, указанные для комплексов переходных металлов в растворах. Разница между ступенчатой и общей константами стабильности заключается в том, что значения ступенчатых констант стабильности ниже, чем общая константа стабильности той же реакции, тогда как общая константа стабильности всегда имеет более высокое значение, чем каждая ступенчатая константа стабильности.
Загрузить PDF-версию пошаговых и общих констант стабильности
Вы можете загрузить PDF-версию этой статьи и использовать ее в автономном режиме в соответствии с примечанием к цитированию. Пожалуйста, загрузите PDF-версию здесь: Разница между ступенчатыми и общими константами устойчивости
