Л Е К Ц ІЯ 4 доц. Л.В. Вронска Равновесия комплексообразования Л Е К Ц ИЯ 4

План 1. 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 окислительно- восстановительный потенциал системы. 4. Использование комплексообразования в аналитической химии.

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 1. Ионные ассоциаты 2. Комплексы без центра координации 2. Комплексы без центра координации 3. Координационные комплексные соединения 3. Координационные комплексные соединения

Координационные комплексные соединения Моноядерные комплексные соединения (монолигандные, смешанолигандные) Моноядерные комплексные соединения (монолигандные, смешанолигандные) Многоядерные комплексные соединения (мостиковые, кластеры, изополикислоты, гетерополикислоты) Многоядерные комплексные соединения (мостиковые, кластеры, изополикислоты, гетерополикислоты) Хелаты Хелаты Внутрикомплексные соединения Внутрикомплексные соединения

Схема образования аммиачного комплекса купрума [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+

Схема образования и пространственное строение [Co(NH 3 ) 6 ] 3+

Характерная особенность хелатов – наличие циклов Диэтилендиамминокупрум (ІІ) Диглицинатокупрум (ІІ)

Активный центр хлорофилла Активный центр гемоглобина

Строение молекулы цианокобаламмина (витамин В 12 )

Механизм действия тетацина Ионы Hg 2+ и Cd 2+ вытесняют ионы Ca 2+ 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, -SO 3 H, -AsО 3 H 2, C=Ö: и т.д. -ОН, -SH, =NH, -COOH, -SO 3 H, -AsО 3 H 2, 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, -C 6 H 5 и т.д.), а также группы, которые улучшают растворимость комплексов (-SO 3 H, -COOH).

Процесс комплексообразования описывается равновесиями Ступенчатые Суммарные Ступенчатые Суммарные Me + L MeL Me + L MeL MeL + L MeL 2 Me + 2L MeL 2 MeL 2 + L MeL 3 Me + 3L MeL 3 ·································· ·································· MeL n-1 + L MeL n Me + n L MeL n

Процесс диссоциации комплексов описывается равновесиями ступенчатые суммарные (общие) MeL n MeL n-1 + L MeL n Me + nL MeL n-1 MeL n-2 + L МeL n-1 Me + (n-1)L ……………………. …………………….. MeL 2 MeL + L MeL 2 Me + 2L MeL Me + L MeL Me +L

Связь констант устойчивости и нестойкости Me + nL MeL n MeL n Me + nL ! Таким образом, константы устойчивости и нестойкости обратно пропорциональны. ! Таким образом, константы устойчивости и нестойкости обратно пропорциональны.

2. Устойчивость комплексных соединений и влияние на нее различных факторов Относительно кинетической устойчивости: Относительно кинетической устойчивости: лабильные комплексные соединения лабильные комплексные соединения инертные комплексные соединения инертные комплексные соединения Характеристики термодинамической устойчивости: константы устойчивости (нестойкости) константы устойчивости (нестойкости) Факторы, которые влияют на стойкость комплексных соединений: природа иона металла и лиганда природа иона металла и лиганда заряд иона металла заряд иона металла ионный радиус комплексообразователя ионный радиус комплексообразователя природа среды природа среды

Влияние различных факторов на процессы комплексообразования в растворах 1. ионная сила 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 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 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 маскировка ионов идентификация катионов, анионов идентификация катионов, анионов отделение (выделение) отделение (выделение) концентрирование и определение ионов концентрирование и определение ионов осаждение катионов и анионов из растворов осаждение катионов и анионов из растворов растворение осадков растворение осадков определение тождественности лекарственных средств по функциональных группам определение тождественности лекарственных средств по функциональных группам изменение окислительно-восстановительного потенциала изменение окислительно-восстановительного потенциала обнаружение ионов люминесцентным методом обнаружение ионов люминесцентным методом для фиксации точки эквивалентности в титриметрических методах анализа для фиксации точки эквивалентности в титриметрических методах анализа

Спасибо за внимание!