Klíčový rozdíl – postupné vs. celkové konstanty stability
Pojem konstanta stability se týká rovnovážné konstanty pro tvorbu komplexní sloučeniny v roztoku. Je to způsob měření stability těchto komplexů iontů přechodných kovů. Stejně jako všechny ostatní rovnovážné konstanty jsou i konstanty stability závislé na teplotě. Definici konstanty stability lze uvést jako „konstantu pro rovnováhu existující mezi iontem přechodného kovu obklopeným vodnými ligandy a komplexem vytvořeným, když některé ionty přechodného kovu podléhají substituční reakci ligandu“. symbol pro konstantu stability je KstabObvykle jsou ligandy substituovány jeden po druhém jako postupný proces. Tyto kroky jsou dány stupňovitými konstantami stability. Může však být také uvedena konstanta stability pro celý proces. Je to konstanta celkové stability. Klíčový rozdíl mezi stupňovitými a celkovými konstantami stability je v tom, že hodnoty stupňovitých konstant stability jsou nižší než celková konstanta stability stejné reakce, zatímco celková konstanta stability má vždy vyšší hodnotu než každá stupňovitá konstanta stability.
Co jsou konstanty stupňovité stability?
Krokové konstanty stability jsou rovnovážné konstanty dané pro každý krok procesu substituce ligandu. Když komplex iontů přechodného kovu obsahuje vodní ligandy obklopující kovový iont, substituce ligandu probíhá jako postupný proces. Tam je pouze jedna molekula vody nahrazena ligandem, který se účastní substituce. Podívejme se na příklad pro pochopení tohoto procesu.
Příklad
Vezměte si jako příklad substituci ligandů amoniaku.
Chemický vzorec iontu hexaaquacopper(II) je dán jako [Cu(H2O)6] 2+. Šest vodních ligandů může být nahrazeno amoniakovými ligandy (NH3). Jeden vodní ligand je nahrazen vždy jedním amoniakovým ligandem.
[Cu(H2O)6]2++NH 3 ↔ [Cu(NH3)(H2O)5]2+ K1
[Cu(NH3)(H2O)5] 2++ NH3 ↔ [Cu(NH3)2 (H2O)4]2+ K2
[Cu(NH3)2(H2O) 4]2++ NH3 ↔ [Cu(NH3 )3(H2O)3]2+K3
[Cu(NH3)3(H2O) 3]2++ NH3 ↔ [Cu(NH3 )4(H2O)2]2+K4
[Cu(NH3)4(H2O) 2]2++ NH3 ↔ [Cu(NH3 )5(H2O)]2+ K5
[Cu(NH3)5(H2O)] 2++ NH3↔ [Cu(NH3)6 ]2+ K6
Obrázek 01: 3D diagram hexaaquacopper(II) iontu.
Konstanta stability pro první substituci je dána jako K1. Pro druhou substituci je to k2 a naopak. Pro každou výše uvedenou rovnováhu lze odvodit výrazy, jak je uvedeno níže.
Pro první substituci K1={[Cu(NH3)(H2O)5]2+} / {[Cu(H2O)6] 2+} {NH3}
V čem, {[Cu(NH3)(H2O)5]2+}, {[Cu(H2O)6] 2+} a {NH3} jsou koncentrace každého chemického druhu v závorkách. Výrazy jako výše lze zapsat i pro další konstanty stupňovité stability (K2, K3, K4, K5 a K6).
Co jsou konstanty celkové stability?
Konstanta celkové stability je rovnovážná konstanta celkové reakce. Pro výše uvedenou reakci může být celková konstanta stability uvedena níže.
[Cu(H2O)6]2+ + NH 3↔ [Cu(NH3)6]2+
Konstanta celkové stability je tedy rovnovážná konstanta pro rovnováhu mezi iontem přechodného kovu obklopeným vodnými ligandy a iontem přechodného kovu obklopeným substituovanými ligandy. Potom lze odvodit výraz pro celkovou konstantu stability, jak je uvedeno níže.
Celkové Kstab={[Cu(NH3)6] 2+} / {[Cu(H2O)6]2+ }{NH3}
Jaký je vztah mezi postupnou a celkovou konstantou stability?
Celkovou konstantu stability lze získat vynásobením všech stupňovitých konstant stability dohromady. Pro výše uvedený příklad
Celkově Kstab=K1K2K3K4K5K6
Jaký je rozdíl mezi postupnou a celkovou konstantou stability?
Krokové vs. celkové konstanty stability |
|
| Krokové konstanty stability jsou rovnovážné konstanty dané pro každý krok procesu substituce ligandu. | Konstanta celkové stability je rovnovážná konstanta celkové reakce. |
| Příroda | |
| Postupné konstanty stability jsou uvedeny pro kroky substituční reakce, která probíhá v komplexu iontů přechodného kovu. | Celková konstanta stability je uvedena pro celou substituční reakci, která probíhá v komplexu iontů přechodného kovu. |
| Value | |
| Hodnoty stupňovitých konstant stability jsou nižší než celková konstanta stability stejné reakce. | Celková konstanta stability má vždy vyšší hodnotu než každá kroková konstanta stability. |
Shrnutí – postupné vs. celkové konstanty stability
Krokovitá konstanta stability a konstanta celkové stability jsou rovnovážné konstanty dané pro komplexy přechodných kovů v roztocích. Rozdíl mezi stupňovitými a celkovými konstantami stability je ten, že hodnoty stupňovitých konstant stability jsou nižší než celková konstanta stability stejné reakce, zatímco celková konstanta stability má vždy vyšší hodnotu než každá stupňovitá konstanta stability.
Stáhněte si PDF verzi konstant Stepwise vs. Celková stabilita
Verzi tohoto článku si můžete stáhnout ve formátu PDF a použít ji pro offline účely podle citace. Stáhněte si prosím PDF verzi zde: Rozdíl mezi stupňovitými a celkovými konstantami stability
