Diferența cheie – Constante de stabilitate în trepte vs. globală
Termenul constantă de stabilitate se referă la o constantă de echilibru pentru formarea unui compus complex într-o soluție. Este o modalitate de măsurare a stabilității acestor complexe de ioni de metal de tranziție. Ca și toate celel alte constante de echilibru, constantele de stabilitate sunt, de asemenea, dependente de temperatură. Definiția constantei de stabilitate poate fi dată ca „constanta unui echilibru existent între un ion de metal de tranziție înconjurat de liganzi de apă și complexul format atunci când unii ioni de metal de tranziție suferă reacții de substituție a ligandului”. simbolul pentru constanta de stabilitate este KstabDe obicei, liganzii sunt substituiți unul câte unul ca proces în etape. Acești pași primesc constante de stabilitate treptat. Cu toate acestea, poate fi dată și constanta de stabilitate pentru întregul proces. Este constanta de stabilitate generală. Diferența cheie dintre constantele de stabilitate în trepte și globale este că valorile constantelor de stabilitate în trepte sunt mai mici decât constanta de stabilitate generală a aceleiași reacții, în timp ce constanta de stabilitate generală are întotdeauna o valoare mai mare decât fiecare constantă de stabilitate în trepte.
Ce sunt constantele de stabilitate în trepte?
Constantele de stabilitate în trepte sunt constante de echilibru date pentru fiecare etapă a procesului de substituție a ligandului. Când un complex de ioni de metal de tranziție are liganzi de apă care înconjoară ionul de metal, substituția ligandului are loc ca un proces în trepte. Acolo, o singură moleculă de apă este înlocuită de ligandul care este implicat în substituție. Să luăm în considerare un exemplu pentru a înțelege acest proces.
Exemplu
Luați ca exemplu înlocuirea liganzilor de amoniac.
Formula chimică a ionului hexaacvacupru(II) este dată ca [Cu(H2O)6] 2+. Cei șase liganzi de apă pot fi înlocuiți cu liganzi de amoniac (NH3). Un ligand de apă este înlocuit cu câte un ligand de amoniac.
[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
Figura 01: O diagramă 3D a unui ion hexaacvacupru(II).
Constanta de stabilitate pentru prima substituție este dată ca K1. Pentru a doua substituție, este k2 și invers. Pentru fiecare echilibru de mai sus, expresiile pot fi derivate după cum urmează.
Pentru prima înlocuire, K1={[Cu(NH3)(H2O)5]2+} / {[Cu(H2O)6] 2+} {NH3}
În care, {[Cu(NH3)(H2O)5]2+}, {[Cu(H2O)6] 2+} și {NH3} sunt concentrații ale fiecărei specii chimice din paranteze. Expresii ca mai sus pot fi scrise și pentru alte constante de stabilitate în trepte (K2, K3, K4, K5 și K6).
Ce sunt constantele de stabilitate generală?
Constanta de stabilitate generală este constanta de echilibru a reacției globale. Pentru reacția de mai sus, constanta de stabilitate generală poate fi dată după cum urmează.
[Cu(H2O)6]2+ + NH 3↔ [Cu(NH3)6]2+
De aceea, constanta de stabilitate globală este constanta de echilibru pentru echilibrul dintre ionul de metal de tranziție înconjurat de liganzi de apă și ionul de metal de tranziție înconjurat de liganzi substituiți. Apoi, expresia pentru constanta de stabilitate generală poate fi derivată după cum urmează.
General Kstab={[Cu(NH3)6] 2+} / {[Cu(H2O)6]2+ }{NH3}
Care este relația dintre constantele de stabilitate în trepte și cele generale?
Constanta de stabilitate generală poate fi obținută prin înmulțirea tuturor constantelor de stabilitate în trepte împreună. Pentru exemplul de mai sus, General Kstab=K1K2K3K4K5K6
Care este diferența dintre constantele de stabilitate în trepte și cele generale?
Stepwise vs constante de stabilitate generală |
|
| Constantele de stabilitate în trepte sunt constante de echilibru date pentru fiecare etapă a procesului de substituție a ligandului. | Constanta de stabilitate generală este constanta de echilibru a reacției generale. |
| Natura | |
| Constantele de stabilitate în trepte sunt date pentru etapele unei reacții de substituție care are loc într-un complex de ioni de metal de tranziție. | Constanta de stabilitate generală este dată pentru întreaga reacție de substituție care are loc într-un complex de ioni de metal tranzițional. |
| Valoare | |
| Valorile constantelor de stabilitate în trepte sunt mai mici decât constanta generală de stabilitate a aceleiași reacții. | Constanta de stabilitate generală are întotdeauna o valoare mai mare decât fiecare constantă de stabilitate în trepte. |
Rezumat – Constante de stabilitate în trepte vs. globală
Constanta de stabilitate în trepte și constanta de stabilitate generală sunt constante de echilibru date pentru complecșii de metal tranzițional în soluții. Diferența dintre constantele de stabilitate în trepte și globale este că valorile constantelor de stabilitate în trepte sunt mai mici decât constanta de stabilitate generală a aceleiași reacții, în timp ce constanta de stabilitate generală are întotdeauna o valoare mai mare decât fiecare constantă de stabilitate în trepte.
Descărcați versiunea PDF a constantelor de stabilitate Stepwise vs. general
Puteți descărca versiunea PDF a acestui articol și să o utilizați în scopuri offline, conform nota de citare. Vă rugăm să descărcați versiunea PDF aici: Diferența dintre constantele de stabilitate în trepte și în general
