PODSTAWY CHEMII ANALITYCZNEJbeta.chem.uw.edu.pl/people/RKoncki/PDF/PChA-wyklady/PChA-05.pdf · …...
Transcript 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, 8
Me+
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)63-
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 ML2
ML2 + L ML3
ML3 + L ML4
STAŁE KOMPLEKSOWANIA
L3
L2
LL 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 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
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=4FeF6
3- 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)6
3-
[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 M
41047
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-NH2
H2N-CHR-COOH
M+
KOMPLEKSONY
N—CH2—CH2—NHOOC—CH2
CH2—COOH
CH2—COOH
EDTA – 6 par e-
Me + EDTA MeEDTAβ
1 : 1
HOOC—CH2
EtylenoDiamino
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 111
2
10
][
Rozcieńczyć 10 krotnie
M101010
101
M 112
3
10
][
! BUFOR METALU !