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!