Лекция № 18 Тема: Равновесия комплексообразования и их роль в аналитической химии

Август 27, 2022

Главная
Химия
Лекция № 18 Тема: Равновесия комплексообразования и их роль в аналитической химии

Содержание

2. План лекции: Применение реакций комплексообразования в аналитической химии и медицине Количественное описание реакций комплексообразования. Состав растворов
3. Применение реакций комплексообразования в аналитической химии и медицине: В качественном анализе. Маскирование. В титриметрическом анализе. В
4. Например, некоторые комплексоны применяют как консерванты при хранении крови и для выведения из организма ионов токсичных
5. Комплексом называется устойчивая в растворе частица, которая состоит из комплексообразователя (центрального атома) – катиона металла и
6. Лиганды, содержащие два или более донорных атомов, называются полидентатными лигандами. Многие комплексные соединения, содержащие полидентатные лиганды,
7. Количественное описание реакций комплексообразования: (1) (2) (n) где Кn - ступенчатые константы устойчивости.
8. Суммарные (общие) константы устойчивости - β:
9. В справочной литературе приводятся значения Тогда ступенчатые константы рассчитывают: или Часто используются константы нестойкости (Кнест): или
10. Задача. Вычислить концентрацию ионов комплексообразователя и лиганда в 1 моль/л растворе [Ag(NH3)2]Cl, если Кнест = 6,8∙10-8.
11. Ответ:
12. Задача. Произойдет ли разрушение комплекса и выпадает ли осадок AgI, если к к 0,01 М раствору
13. Вычислим концентрацию ионов серебра, которая образуется при диссоциации [Ag(CN)2]-: [Ag(CN)2]- = Ag+ + 2CN- х 2х
14. Осадок образуется, если ионное произведение больше ПР(осадка). Тогда ионное произведение (ИП) вычисляется по формуле: ИП =
15. Состав растворов при ступенчатом комплексообразовании сложен, т.к. в растворе присутствуют сразу несколько комплексов. Основной фактор, который
16. Количественный состав раствора в реакциях комплексообразования описывается: 1. молярными долями всех компонентов в растворе
17. 2. функцией закомплексованности, которая меняется от 1 (в отсутствие комплексообразователя) до (при полном связывании металлов в
18. Структура Комплексона II
19. ЭДТА (Комплексон III, Трилон Б) Na2H2Y ∙ 2H2O ЭДТА - слабая четырехосновная кислота: pK1 = 2.0
20. Протолитические свойства ЭДТА Для представления формулы ЭДТА и ее ионов часто используют сокращения H4Y, H3Y-, H2Y2−,
21. Химизм взаимодействия ЭДТА с катионами металлов: Уравнение взаимодействия ЭДТА с магния хлоридом: MgCl2 + Na2H2Y =
22. Состав раствора ЭДТА как функция рН
23. Очевидно, что H2Y2− является доминирующей формой в умеренно кислой среде (рН = 3-6). В интервале рН
24. Величины α4 для ЭДТА в растворах с различными значениями рН
25. Чтобы учесть влияние рН на образование комплексоната металла, используют условную константу устойчивости. Например, Mn+ + Y4-
26. Тогда, β′ - условная константа будет равна: β′ = β ∙ α(Y4-) = Условная константа описывает
28. Скачать презентацию

Слайд 2

План лекции:
Применение реакций комплексообразования в аналитической химии и медицине
Количественное описание реакций

комплексообразования.
Состав растворов ЭДТА как функция рН.

Слайд 3

Применение реакций комплексообразования в аналитической химии и медицине:
В качественном анализе.
Маскирование.
В

титриметрическом анализе.
В инструментальных методах анализа.
В практике медико-биологического, санитарно-гигиенического и фармацевтического анализа.

Слайд 4

Например, некоторые комплексоны применяют как консерванты при хранении крови и для

выведения из организма ионов токсичных металлов, радиоактивных изотопов и продуктов из распада.
В стоматологической практике комплексоны используют для декальцинирования зубных каналов при подготовке к пломбированию кариозной полости.
Кроме того, раствор ЭДТА применяют при заболеваниях, сопровождающихся избыточным отложением солей кальция в организме.

Слайд 5

Комплексом называется устойчивая в растворе частица, которая состоит из комплексообразователя (центрального

атома) – катиона металла и лигандов (анионы или нейтральные молекулы).
Состав комплексов определяется координационным числом (к.ч.) металла и дентатностью лиганда.
Дентатность лиганда равна числу донорных атомов, образующих связи с комплексообразователем.

Слайд 6

Лиганды, содержащие два или более донорных атомов, называются полидентатными лигандами.
Многие

комплексные соединения, содержащие полидентатные лиганды, являются хелатами.
Характерная особенность хелатных соединений – образование циклических группировок атомов (хелатных циклов), включающих атом металла.

Слайд 7

Количественное описание реакций комплексообразования:
(1)
(2)
(n)
где Кn - ступенчатые константы устойчивости.

Слайд 8

Суммарные (общие) константы устойчивости - β:

Слайд 9

В справочной литературе приводятся значения
Тогда ступенчатые константы рассчитывают:
или
Часто используются

константы нестойкости (Кнест):
или

Слайд 10

Задача. Вычислить концентрацию ионов комплексообразователя и лиганда в 1 моль/л растворе

[Ag(NH3)2]Cl, если Кнест = 6,8∙10-8.

Решение:
Запишем уравнения реакций и формулу для расчета
[Ag(NH3)2]Cl = [Ag(NH3)2]+ + Cl- (1)
1М 1М
[Ag(NH3)2]+ = Ag+ + 2NH3 (2)
1М х 2х
Кнест =

Слайд 11

Ответ:

Слайд 12

Задача. Произойдет ли разрушение комплекса и выпадает ли осадок AgI, если

к к 0,01 М раствору K[Ag(CN)2] объемом 0,5 л добавить KI объемом 0,5 л с концентрацией 0,01 М, если Кнест(K[Ag(CN)2]) = 1,2∙10-21, ПР(AgI) = 1,5 ∙ 10-16.

Решение: Запишем уравнение реакции:
K[Ag(CN)2] + KI = AgI + 2KCN (1)
При сливании двух растворов одинакового объема, объем увеличивается в 2 раза, а концентрация уменьшается в 2 раза (происходит разбавление).
Значит, [I-] = 5 ∙ 10-3 M
[Ag(CN)2]- = 5 ∙ 10-3 M

Слайд 13

Вычислим концентрацию ионов серебра, которая образуется при диссоциации [Ag(CN)2]-:
[Ag(CN)2]- = Ag+

+ 2CN-
х 2х
Кнест =

Слайд 14

Осадок образуется, если ионное произведение больше ПР(осадка). Тогда ионное произведение (ИП)

вычисляется по формуле:
ИП = [Ag+] ∙ [I-] = 1,08 ∙ 10-8 ∙ 5 ∙ 10-3 = 5,4 ∙ 10-11 > 1,5 ∙ 10-16.
Ответ: комплекс разрушается в результате образования осадка серебра иодида.

Слайд 15

Состав растворов при ступенчатом комплексообразовании сложен, т.к. в растворе присутствуют

сразу несколько комплексов. Основной фактор, который влияет на смещение равновесия в комплексообразовании – это концентрация лиганда.
Начиная с некоторой концентрации лиганда в растворе, доминирует наиболее насыщенный комплекс, если он достаточно устойчив.

Слайд 16

Количественный состав раствора в реакциях комплексообразования описывается:
1. молярными долями всех

компонентов в растворе

Слайд 17

2. функцией закомплексованности, которая меняется от 1 (в отсутствие комплексообразователя) до

(при полном связывании металлов в комплекс)
3. функцией образования (среднелигандное число)
= от 0 до к.ч.

Слайд 18

Структура Комплексона II

Слайд 19

ЭДТА (Комплексон III, Трилон Б)
Na2H2Y ∙ 2H2O
ЭДТА - слабая четырехосновная

кислота:
pK1 = 2.0
pK2 = 2.67
pK3 = 6.16
pK4 = 10.26

Слайд 20

Протолитические свойства ЭДТА
Для представления формулы ЭДТА и ее ионов часто используют

сокращения H4Y, H3Y-, H2Y2−, HY3− и Y4−.
В водном растворе могут существовать пять форм ЭДТА.

Слайд 21

Химизм взаимодействия ЭДТА с катионами металлов:
Уравнение взаимодействия ЭДТА с магния хлоридом:
MgCl2

+ Na2H2Y = Na2MgY + 2HCl
В ионном виде:
Mg2+ + H2Y2- = MgY2- + 2H+

Слайд 22

Состав раствора ЭДТА как функция рН

Слайд 23

Очевидно, что H2Y2− является доминирующей формой в умеренно кислой среде (рН

= 3-6).
В интервале рН = 6-10 доминирует HY3−, и только при рН выше 10 начинает преобладать Y4−.

Слайд 24

Величины α4 для ЭДТА в растворах с различными значениями рН

Слайд 25

Чтобы учесть влияние рН на образование комплексоната металла, используют условную константу

устойчивости.
Например, Mn+ + Y4- = MYn-4
β - константа устойчивости комплекса.

Слайд 26

Тогда, β′ - условная константа будет равна:
β′ = β ∙ α(Y4-)

=
Условная константа описывает образование комплекса металла и ЭДТА при заданном значении рН.

Лекция № 18 Тема: Равновесия комплексообразования и их роль в аналитической химии

Содержание

План лекции:Применение реакций комплексообразования в аналитической химии и медицинеКоличественное описание реакций

Применение реакций комплексообразования в аналитической химии и медицине:В качественном анализе.Маскирование. В