Ключова разлика – стъпкови спрямо общите константи на стабилност
Терминът константа на стабилност се отнася до равновесна константа за образуването на комплексно съединение в разтвор. Това е начин за измерване на стабилността на тези комплекси от йони на преходни метали. Както или всички други константи на равновесие, константите на стабилност също зависят от температурата. Дефиницията за константа на стабилност може да бъде дадена като „константата за съществуващо равновесие между йон на преходен метал, заобиколен от водни лиганди, и комплекса, образуван, когато някои йони на преходен метал претърпят реакции на заместване на лиганда“. символът за константа на стабилност е KstabОбикновено лигандите се заместват един по един като поетапен процес. На тези стъпки се дават поетапни константи на стабилност. Въпреки това може да се даде и константата на стабилност за цялостния процес. Това е общата константа на стабилност. Ключовата разлика между стъпаловидни и общи константи на стабилност е, че стойностите на стъпаловидни константи на стабилност са по-ниски от общата константа на стабилност на същата реакция, докато общата константа на стабилност винаги има по-висока стойност от всяка стъпаловидна константа на стабилност.
Какво представляват стъпаловидни константи на стабилност?
Константите на стъпаловидна стабилност са константи на равновесие, дадени за всяка стъпка от процеса на заместване на лиганда. Когато йонен комплекс от преходен метал има водни лиганди, заобикалящи металния йон, заместването на лиганда се извършва като поетапен процес. Там само една водна молекула се замества от лиганда, който участва в заместването. Нека разгледаме пример, за да разберем този процес.
Пример
Вземете за пример заместване на амонячни лиганди.
Химичната формула на хексааквамедния (II) йон е дадена като [Cu(H2O)6] 2+. Шестте водни лиганди могат да бъдат заменени с амонячни лиганди (NH3). Един воден лиганд се заменя с един амонячен лиганд наведнъж.
[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
Фигура 01: 3D диаграма на хексааквамеден(II) йон.
Константата на стабилност за първото заместване е дадена като K1. За второто заместване е k2 и обратно. За всяко равновесие по-горе могат да се изведат изрази, както е показано по-долу.
За първото заместване, K1={[Cu(NH3)(H2O)5]2+} / {[Cu(H2O)6] 2+} {NH3}
В което, {[Cu(NH3)(H2O)5]2+}, {[Cu(H2O)6] 2+} и {NH3} са концентрациите на всеки химичен вид в скобите. Изрази като по-горе могат да бъдат записани и за други поетапни константи за стабилност (K2, K3, K4, K5 и K6).
Какво представляват константите на обща стабилност?
Общата константа на стабилност е равновесната константа на общата реакция. За горната реакция общата константа на стабилност може да бъде дадена по-долу.
[Cu(H2O)6]2+ + NH 3↔ [Cu(NH3)6]2+
Следователно общата константа на стабилност е равновесната константа за равновесието между йон на преходен метал, заобиколен от водни лиганди, и йон на преходен метал, заобиколен от заместени лиганди. След това изразът за общата константа на стабилност може да бъде получен по следния начин.
Общо Kstab={[Cu(NH3)6] 2+} / {[Cu(H2O)6]2+ }{NH3}
Каква е връзката между стъпаловидни и общи константи на стабилност?
Общата константа на стабилност може да бъде получена чрез умножаване на всички стъпаловидни константи на стабилност заедно. За горния пример, Общо Kубождане=K1K2K3K4K5K6
Каква е разликата между стъпаловидни и общи константи на стабилност?
Постепенно спрямо константите на обща стабилност |
|
| Константите на поетапна стабилност са равновесни константи, дадени за всяка стъпка от процеса на заместване на лиганд. | Общата константа на стабилност е равновесната константа на общата реакция. |
| Природа | |
| Постепенните константи на стабилност са дадени за етапи на реакция на заместване, която протича в йонен комплекс на преходен метал. | Общата константа на стабилност е дадена за цялата реакция на заместване, която протича в йонен комплекс на преходен метал. |
| Стойност | |
| Стойностите на поетапните константи на стабилност са по-ниски от общата константа на стабилност на същата реакция. | Общата константа на стабилност винаги има по-висока стойност от всяка стъпкова константа на стабилност. |
Обобщение – стъпкови спрямо общите константи на стабилност
Постепенната константа на стабилност и общата константа на стабилност са константи на равновесие, дадени за комплекси на преходни метали в разтвори. Разликата между стъпаловидни и общи константи на стабилност е, че стойностите на стъпаловидни константи на стабилност са по-ниски от общата константа на стабилност на същата реакция, докато общата константа на стабилност винаги има по-висока стойност от всяка стъпаловидна константа на стабилност.
Изтеглете PDF версията на стъпковите спрямо общите константи на стабилност
Можете да изтеглите PDF версията на тази статия и да я използвате за офлайн цели според бележката за цитиране. Моля, изтеглете PDF версията тук: Разлика между стъпаловидни и общи константи на стабилност
