of 18 /18
PODSTAWY CHEMII ANALITYCZNEJ Wykład 5 równowagi/związki kompleksowe 1

PODSTAWY CHEMII ANALITYCZNEJbeta.chem.uw.edu.pl/people/RKoncki/PDF/PChA-wyklady/PChA-05.pdf · … niekonsekwentna konwencja ;) … w tablicach stałe „nietrwałości” kwasów

  • Author
    others

  • View
    5

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of PODSTAWY CHEMII ANALITYCZNEJbeta.chem.uw.edu.pl/people/RKoncki/PDF/PChA-wyklady/PChA-05.pdf · …...

  • PODSTAWY CHEMII ANALITYCZNEJ

    Wykład 5

    równowagi/związki kompleksowe

    1

  • Wiązanie atomowe (spolaryzowane)

    2

    oktet e-

    dublet e- niewiążącapara e-

  • Wiązanie „koordynacyjne”

  • ZWIĄZKI KOMPLEKSOWE

    Jon centralny

    M+ + nL MLnLigand Kompleks

    βn

    H+ + NH3 NH4+

  • ZWIĄZKI KOMPLEKSOWE

    n – liczba koordynacyjna:

    Jon centralny

    M+ + nL- MLn

    Ligand Kompleks

    2, 4, 6, 8Me+

    L

    LL

    L

    L

    L

    β

    Jon centralny - AKCEPTOR par e- :

    Ligand - DONOR par e- :

    np. Cu2+

    , Ag+, Cd

    2+, Ni

    2+, Co

    2+, Fe

    3+, Al

    3+, Zn

    2+…

    np. NH3, H2O, OH-, CN-, SCN-, Cl-, Br-, I- …często anion, czasem zasada Bronsteda

  • ZWIĄZKI KOMPLEKSOWE

    K3Fe(CN)6 3K+ + Fe(CN)6

    3-

    wiązanie jonowe - sól

    Fe(CN)63- Fe3+ + 6CN-

    wiązanie koordynacyjne - kompleks

    K3Fe(CN)6 – związek kompleksowy, kompleks, sól ??

  • STAŁE KOMPLEKSOWANIA

    M + L ML

    ML M + L [ML]

    [L][M]K

    [L][M][ML]

    k

    STAŁA NIETRWAŁOŚCI (DYSOCJACJI) KOMPLEKSU

    STAŁA TRWAŁOŚCI (TWORZENIA) KOMPLEKSU

  • .... L3ML L

    2ML L ML LM

    STOPNIOWE STAŁE TRWAŁOŚCI ki (kolejne)

    SUMARYCZNESTAŁE TRWAŁOŚCI

    βi(całkowite, skumulowane)

    L2L

    3L

    STAŁE KOMPLEKSOWANIA

  • M + L ML [L][M][ML]

    k1

    ML + L ML2ML2 + L ML3

    ML3 + L ML4

    STAŁE KOMPLEKSOWANIA

    L3L

    2LL ML ML ML M

    STOPNIOWE STAŁE TRWAŁOŚCI ki (kolejne)

    L

    2L

    3L

    SUMARYCZNESTAŁE TRWAŁOŚCI

    βi(całkowite,

    skumulowane)

    STOPNIOWE (k) SUMARYCZNE (β)

    M + L ML

    M + 2L ML2M + 3L ML3

    M + 4L ML4

    [L][ML]][ML

    k 22

    [L]][ML][ML

    k2

    33

    [L]][ML][ML

    k3

    44

    [L][M][ML]

    1

    22

    2 [L][M]][ML

    33

    3 [L][M]][ML

    44

    4 [L][M]][ML

  • STAŁE KOMPLEKSOWANIA

    11 βk 221 βkk

    3321 βkkk

    n

    iik

    1n

    M + L ML[L][M]

    [ML]k1

    ML + L ML2

    ML2 + L ML3

    ML3 + L ML4

    STOPNIOWE (k) SUMARYCZNE (β)

    M + L ML

    M + 2L ML2

    M + 3L ML3

    M + 4L ML4

    [L][ML]][ML

    k 22

    [L]][ML][ML

    k2

    33

    [L]][ML][ML

    k3

    44

    [L][M][ML]

    1

    22

    2 [L][M]][ML

    33

    3 [L][M]][ML

    44

    4 [L][M]][ML

  • … niekonsekwentna konwencja ;)

    … w tablicach stałe „nietrwałości” kwasów Ka, pKa, (a także trudnorozpuszczalnych soli, Ks, pKs) ZAŚ w przypadku kompleksów stałe trwałości, ponadto tablicowane jako lgβ a nie pβ

    np. β4 = 1016 , lg β4=16

    HCOOH Ka=10-3.8 pKa= 3.8HCN, Ka=10-10 pKa=10.0

    Fe(SCN)63- β6=104 lgβ6=4FeF63- β6=1012 lgβ6=12

    HCN jest słabszym kwasem , czyli słabiej dysocjującym, czyli „trwalszym”. …. Kwas mrówkowy wypiera cyjanowodór z jego soli

    Kompleks fluorkowy jest słabiej dysocjujący, czyli trwalszy.Fluorki wypierają rodanki z kompleksów z żelazem

  • OBLICZENIA0,1 M K3Fe(CN)6lg β6=30 K3Fe(CN)6 3K+ + Fe(CN)63-

    [K+] = 0,3M

    Fe(CN)63- Fe3+ + 6CN-

    x 6x0,1-x

    6]-[CN]3[Fe

    ]3-6[Fe(CN)6

    671046656

    1076

    10 1008x 306

    6

    ,,,

    [Fe3+] = x = 8,0· 10-6 M[CN-] = 6x = 4,8· 10-5 M

    [Fe(CN)63-]≈0,1M

    766

    1,0

    x6)6(

    1,0

    xx

    x

  • 4,8102104,710

    310

    x

    CAg+= 10-3 MCNH3= 0,1 Mlg β2=7,4[Ag+] = ?

    Ag+ + 2 NH3 Ag(NH3)2+0,1 10-300,098x

    2]3[NH][Ag

    ]2)3[Ag(NH2

    2)1,0(

    3104,710

    x

    pAg =8,4

    CNH3= 1 M410

    47

    3

    2

    347 10

    11010

    x1x

    1010 ,,

    ,

    )(

    pAg =10,4

    OBLICZENIA

    2)2098,0(

    310

    xx

    x

    – 2·10-3+2x 10-3 - x

  • 10 * rozc.?47

    447

    4

    22

    447 10

    101010

    x10x

    1010 ,,

    ,

    )(

    pAg = 7,4 !!

    OBLICZENIA

    4,8102104,710

    310

    x

    CAg+= 10-3 MCNH3= 0,1 Mlg β2=7,4[Ag+] = ?

    Ag+ + 2 NH3 Ag(NH3)2+0,1 10-300,098 10-3 - xx

    2)1,0(

    3104,710

    x

    pAg =8,4

    OBLICZENIA

    2)2098,0(

    310

    xx

    x

    – 2·10-3+2x

    2]3[NH][Ag

    ]2)3[Ag(NH2

    CAg+=10-4 MCNH3=10

    -2M

  • LIGANDY KLESZCZOWE L

    LL

    LL

    L

    M+M+M+

    np.Kwasy dikarboksylowe

    Diaminy

    Aminokwasy

    HOOC-COOH

    H2N-CH2-CH2-NH2H2N-CHR-COOH

  • M+

    KOMPLEKSONY

    N—CH2—CH2—NHOOC—CH2 CH2—COOH

    CH2—COOH

    EDTA – 6 par e-

    Me + EDTA MeEDTAβ

    1 : 1

    HOOC—CH2EtylenoDiamino

    TetraOctowy kwas

  • Me-EDTA (1:1) …

    [L][M][ML]

    ][][][

    LML1

    M

    K

    ZA C

    C]H[]HA[

    ]A[]H[K

    Z

    KA C

    CK]H[

    K

    ZA

    K

    ZA n

    nlogpKCClogpKpH

    ~ pH buforu nie zależy od jego stężenia(nie zmienia się w wyniku rozcieńczania)

    … dawno temu w wykladzie o pH …

    ~ … czyli bufor buforuje

  • BUFORY METALI

    LCMLC

    LMLM ][][][

    1CL = 0,10 M

    CML = 0,01 Mlg β =10

    M101010

    101

    M 1112

    10

    ][

    Rozcieńczyć 10 krotnie

    M101010

    101

    M 1123

    10

    ][

    ! BUFOR METALU !