Asi každý, kto pozná školskú chémiu a čo i len trochu sa o ňu zaujímal, vie o existencii komplexných zlúčenín. Ide o veľmi zaujímavé zlúčeniny so širokým využitím. Ak ste o takomto koncepte ešte nepočuli, nižšie vám všetko vysvetlíme. Začnime však históriou objavu tohto dosť nezvyčajného a zaujímavého typu chemických zlúčenín.
História
Komplexné soli boli známe ešte pred objavením teórie a mechanizmov, ktoré umožňujú ich existenciu. Dostali meno po chemikovi, ktorý objavil tú či onú zlúčeninu, a neexistovali pre ne žiadne systematické názvy. A preto nebolo možné podľa vzorca látky pochopiť, aké vlastnosti má.
To pokračovalo až do roku 1893, kým švajčiarsky chemik Alfred Werner nenavrhol svoju teóriu, za ktorú o 20 rokov neskôr dostal Nobelovu cenu za chémiu. Je zaujímavé, že svoje štúdie viedol iba interpretáciou rôznych chemických reakcií, do ktorých vstúpili určité komplexné zlúčeniny. Výskum sa robil aj predtýmobjav elektrónu Thompsonom v roku 1896 a po tejto udalosti, o desiatky rokov neskôr, bola teória doplnená, v oveľa modernejšej a komplikovanejšej podobe sa dostala až do našich dní a aktívne sa používa vo vede na opis javov, ktoré sa vyskytujú počas chemické transformácie zahŕňajúce komplexy.
Predtým, než pristúpime k popisu toho, čo je konštanta nestability, pochopme teóriu, o ktorej sme hovorili vyššie.
Teória komplexných zlúčenín
Werner vo svojej pôvodnej verzii teórie koordinácie sformuloval niekoľko postulátov, ktoré tvorili jej základ:
- V každej koordinačnej (komplexnej) zlúčenine musí byť prítomný centrálny ión. Toto je spravidla atóm d-prvku, menej často - niektoré atómy p-prvkov az s-prvkov môže v tejto funkcii pôsobiť iba Li.
- Centrálny ión spolu s pridruženými ligandami (nabitými alebo neutrálnymi časticami, ako je voda alebo anión chlóru) tvorí vnútornú sféru komplexnej zlúčeniny. V roztoku sa správa ako jeden veľký ión.
- Vonkajšia guľa pozostáva z iónov s opačným znamienkom ako náboj vnútornej gule. To znamená, že napríklad pre záporne nabitú guľu [CrCl6]3- môžu byť ióny vonkajšej gule kovové ióny: Fe 3 +, Ni3+ atď.
Teraz, ak je s teóriou všetko jasné, môžeme prejsť k chemickým vlastnostiam komplexných zlúčenín a ich rozdielom od bežných solí.
Chemické vlastnosti
V roztoku sa komplexné zlúčeniny rozkladajú na ióny, respektíve na vnútorné a vonkajšie gule. Dá sa povedať, že sa správajú ako silné elektrolyty.
Vnútorná guľa sa navyše môže rozpadnúť na ióny, ale na to je potrebné pomerne veľa energie.
Vonkajšia sféra v komplexných zlúčeninách môže byť nahradená inými iónmi. Napríklad, ak bol vo vonkajšej sfére ión chlóru a v roztoku je prítomný aj ión, ktorý spolu s vnútornou sférou vytvorí nerozpustnú zlúčeninu, alebo ak je v roztoku katión, ktorý poskytne nerozpustná zlúčenina s chlórom, dôjde k substitučnej reakcii vonkajšej gule.
A teraz, predtým ako pristúpime k definícii toho, čo je konštanta nestability, si povedzme o jave, ktorý priamo súvisí s týmto pojmom.
Elektrolytická disociácia
Toto slovo pravdepodobne poznáte zo školy. Poďme si však tento pojem definovať. Disociácia je dezintegrácia molekúl rozpustenej látky na ióny v prostredí rozpúšťadla. Je to spôsobené tvorbou dostatočne pevných väzieb molekúl rozpúšťadla s iónmi rozpustenej látky. Napríklad voda má dva opačne nabité konce a niektoré molekuly sú priťahované záporným koncom k katiónom a iné kladným koncom k aniónom. Takto vznikajú hydráty – ióny obklopené molekulami vody. V skutočnosti je to podstata elektrolytudisociácia.
Teraz vlastne späť k hlavnej téme nášho článku. Aká je konštanta nestability komplexných zlúčenín? Všetko je celkom jednoduché a v ďalšej časti si tento koncept podrobne a podrobne rozoberieme.
Konštanta nestability komplexných zlúčenín
Tento indikátor je v skutočnosti priamym opakom konštanty stability komplexov. Preto začnime s tým.
Ak ste počuli o rovnovážnej konštante reakcie, ľahko pochopíte nižšie uvedený materiál. Ale ak nie, teraz si stručne povieme o tomto ukazovateli. Rovnovážna konštanta je definovaná ako pomer koncentrácie reakčných produktov umocnených na mocninu ich stechiometrických koeficientov k východiskovým látkam, pričom koeficienty v reakčnej rovnici sa berú do úvahy rovnakým spôsobom. Ukazuje, akým smerom sa bude reakcia uberať prevažne pri tej či onej koncentrácii východiskových látok a produktov.
Ale prečo sme zrazu začali hovoriť o rovnovážnej konštante? V skutočnosti konštanta nestability a konštanta stability sú v skutočnosti rovnovážne konštanty reakcií deštrukcie a tvorby vnútornej sféry komplexu. Spojenie medzi nimi je určené veľmi jednoducho: Kn=1/Kst.
Pre lepšie pochopenie materiálu si uveďme príklad. Zoberme si komplexný anión [Ag(NO2)2]- a napíšme rovnicu pre jeho rozpadová reakcia:
[Ag(NO2)2]-=> Ag + + 2NO2-.
Konštanta nestability komplexného iónu tejto zlúčeniny je 1,310-3. To znamená, že je dostatočne stabilný, ale stále nie do takej miery, aby bol považovaný za veľmi stabilný. Čím väčšia je stabilita komplexného iónu v prostredí rozpúšťadla, tým nižšia je konštanta nestability. Jeho vzorec možno vyjadriť pomocou koncentrácií východiskových a reagujúcich látok:]2/[Ag(NO2) 2] -].
Teraz, keď sme sa zaoberali základným konceptom, stojí za to uviesť niekoľko údajov o rôznych zlúčeninách. Názvy chemikálií sú napísané v ľavom stĺpci a konštanta nestability komplexných zlúčenín je napísaná v pravom stĺpci.
Tabuľka
| Látka | Konštanta nestability |
| [Ag(NO2)2]- | 1,310-3 |
| [Ag(NH3)2]+ | 6,8×10-8 |
| [Ag(CN)2]- | 1×10-21 |
| [CuCl4]2- | 210-4 |
Podrobnejšie údaje o všetkých známych zlúčeninách sú uvedené v špeciálnych tabuľkách v referenčných knihách. V každom prípade je nepravdepodobné, že by vám konštanta nestability komplexných zlúčenín, ktorej tabuľka pre niekoľko zlúčenín je uvedená vyššie, veľmi pomohla bez použitia referenčnej knihy.
Záver
Keď sme prišli na to, ako vypočítať konštantu nestability,zostáva len jedna otázka – prečo je to všetko potrebné.
Hlavným účelom tejto veličiny je určiť stabilitu komplexného iónu. To znamená, že môžeme predpovedať stabilitu v roztoku konkrétnej zlúčeniny. To veľmi pomáha vo všetkých oblastiach, tak či onak spojených s používaním komplexných látok. Veľa šťastia pri učení chémie!
