Концентрация реагентов

Процесс образования комплексов, содержащих в своём составе более одного лиганда, протекает ступенчато, поэтому в растворе на­ряду со свободными ионами металла и свободным лигандом будут присутствовать несколько видов комплексов, представляющих собой результат присоединения к иону металла разного числа лигандов. Мо­лярные доли этих комплексов, а также молярную долю свободных ио­нов металла можно рассчитать следующим образом.

C_M = [M] + [ML] + [ML₂] +... + [ML_n] [ML] = Pi[M][L] [ML2] = P 2[M][L]²... [MLn] = P n [M][L]ⁿ

Cm = [M] + Pi[M][L] + p 2[M][L]² +... + p n[M][L]ⁿ = = [M](1 + Pi[L] + P 2 [L]² +... + P n[L]ⁿ

Ш ^CM

a(M)

M

[MLn]

a(ML_n) =

C

a(M) a(ML_n)

1 + Pi[L] + P 2 [L]² +... + P n[L]ⁿ

P n[L]ⁿ

1 + P1[L] + P 2 [L]² +... + P n[L]ⁿ

Пример 5.1. Рассчитать равновесные концентрации частиц Ag+ и [Ag(NH₃)₂]⁺ в растворе с общей концентрацией катионов се-

2 3

ребра 1,0 -10 моль/л и равновесной концентрацией NH₃1,0 -10' моль/л.

a(Ag+) =

¹ -2

>-2

-2

>-4

[Ag + ] = 1,0-10 ^-2 -5,0-10 ^-2 = 5,0-10 ^-4 моль/л

1,7 10^[6]

a([Ag(NH ₃)₂]+) = -2——- = 0,85 [Ag(NH ₃)+] = 8,5-10 ^-3 моль/л

2,0 10¹

Сумма, стоящая в знаменателе выражений для расчёта a(M) и a(ML_n), называется функцией закомплексованности - F(L). Она представляет собой отношение общей концентрации катиона метал­ла к равновесной концентрации иона металла, не связанной в ком­плексы.

в n[M][L]ⁿ

а(М)

a(ML_n)

F(L)

F(L)

Значение F(L) может изменяться от 1 до + да. Если комплексо­образование отсутствует, то [М] = C_M и F(L) = 1. Если же, наоборот, практически все ионы металла связаны в комплексы, то F(L) да.

Отношение концентрации лиганда, вошедшего в комплексы, к общей концентрации ионов металла называется средним лиганд- ным числом (функцией образования).

Среднее лигандное число показывает среднее число лигандов, связанных с ионом металла во всех образующихся при данных усло­виях комплексах или, для монодентатных лигандов, среднее коорди­национное число центрального иона. Значение n может изменяться от 0, если комплексообразование отсутствует, до п_мжс, если в растворе присутствует только один комплекс с максимально возможным для данного вида комплексов числом лигандов. В промежуточных случа­ях, когда в растворе находятся несколько комплексов, значение n мо­жет быть дробным. Значение среднего лигандного числа при некото­рой величине [L] можно рассчитать следующим образом

_ ₌Pi[L] + 2в 2 [L]² +... + np n[L]ⁿ

1 + Pi[L] + Р 2 [L]² +... + P n[L]ⁿ

1)

a

' -6 -4 lg[NH3]

+

-5 -3 lg[NH3]

_Ag+ Ag(NH3)2' 2) _n

Рис. 5.1. Распределительная диаграмма (1) и кривая образования (2) для аммиачных комплексов серебра

Зависимость молярных долей компонентов системы (свободных ионов металла и различных комплексов) от lg[L] (или -lg[L]) называ­ется распределительной диаграммой для данных комплексов. Зави­симость n от lg[L] (или -lg[L]) называется кривой образования ком­плекса (рис. 5.1).

Дата добавления: 2015-09-07