Класифікація комплексних сполук
а) за характером заряду комплексної сполуки:
катіонні [Ag(NH3)2]Cl, [Sr(OH2)6]Cl2
аніонні K4[Fe(CN)6] , Na3 [Со(NО2)6]
нейтральні [Pt(NH3)2Cl2], [Co(NH3)3(NO2)3]
б) за типом утворення
1. Утворені за типом приєднання, наприклад:
HCl + FeCl3 = H[FeCl4]
До цієї групи комплексних сполук відносяться:
ціанокомплекси, наприклад K3[Fe(CN)6], K2[Ni(CN)6]
тіоціанокомплекси, наприклад (NH4)2[Co(NCS)4]
галогенокомплекси, наприклад Na3 [AlCl6]; H[FeСl4]
нітрокомплекси, наприклад Na3[Со(NО2)6] та інші.
У цих випадках утворюється комплексні аніони.
2. Утворені за типом втілення, наприклад:
ZnCl2 + 4NH3 = [Zn(NH3)4]Cl2
До цієї групи комплексних сполук відносять:
амінокомплекси, наприклад [Со(NН3)4]SO4; [Ni(NH3)6]Сl4
аквакомплекси, наприклад [Аl(Н2О)6]Сl3 та інші.
У цих випадках утворюється комплексний катіон.
5.2.Рівноваги в розчинах комплексних сполук. Константи стійкості та нестійкості
Катіонні та аніонні комплексні сполуки, як правило, розчинні у воді. При цьому спочатку відбувається первинна електролітична дисоціація – відщеплюються іони зовнішньої сфери, тобто дисоціація йде за типом сильного електроліту:
[Zn(NH3)4]Cl2 → [Zn(NH3)4]2+ + 2Cl-
Na3[Со(NО2)6] → 3Na+ + [Co(NO2)6]3–
За певних умов відбувається вторинна дисоціація комплексного іона – за типом слабкого електроліту – ступінчасто відщеплюються ліганди внутрішньої сфери. Кожна ступінь характеризується своєю константою хімічної рівноваги , яку називають константою нестійкості комплексу Кнест
[Ag(NH3)2]+
F
[Ag(NH3)]+
+ NH3
[Ag(NH3)]+
F
Ag+
+
NH3
С
умарна
реакція процесу дисоціації
[Ag(NH3)2]+
F
Ag+
+
2NH3
Добуток всіх ступінчастих констант нестійкості дорівнює повній константі нестійкості комплексу:
КІ нест·КІІнест = Кнест
Величина оборотна константі нестійкості називається константою стійкості комплексу. Позначається β = 1/ Кнест
Значення констант наведені в довідниках. Часто наведені показники констант: рКнест = - lgКнест
Чим менше величина константи нестійкості, тим стійкіше комплексний іон.
Знання констант нестійкості дозволяє розрахувати рівноважні концентрації іонів в розчині, проводити порівняння міцності різних комплексів. Використання комплексних сполук має і медико-біологічне значення: так, якщо, організм перенасичений сполуками якого-небудь металу, отруюючи його, то вводять антидоти – нетоксичні ліганди, які утворюють стійкі комплекси з цим металом, які потім виводяться з організму. При дефіциті в організмі якого-небудь металу, його вводять у вигляді комплексної сполуки.
5.3. Вплив різних чинників на процес комплексоутворення
а) Вплив рН середовища
Такий вплив має місце особливо в тому випадку, коли в реакціях утворення комплексів або в побічних реакціях лігандів беруть участь катіони Гідрогену.
Так, [Ag(NH3)2]+ може існувати в нейтральних та слабко лужних середовищах, а в кислому він руйнується з утворенням осаду:
[Ag(NH3)2]++ 2H+ + Cl– F AgCl↓ + 2NH4+
Часто для повноти зв'язування катіону в комплекс
Ag++ 2NH3 F [Ag(NH3)2]+
реакцію комплексоутворення проводять в слабко лужному середовищі. При цьому гідроксильні-групи заважають взаємодії лігандів з іонами Гідрогену, зростає концентрація лігандів, а значить рівновага зміщується в бік утворення комплексу.
В сильно-лужному середовищі реакцію комплексоутворення не проводять, щоб запобігти гідролізу іонів металу та утворенню гідроксидів.
б) Вплив концентрації ліганду
Чим більше концентрація ліганду, тим повніше зв'яжеться метал в комплекс. Згідно з правилом Ле Шательє, при збільшенні концентрації вихідної речовини рівновага зміщується в бік перебігу прямого процесу, тобто утворення комплексної сполуки.
в) Вплив сторонніх іонів, що утворюють малорозчинні сполуки з металом-комплексоутворювачем
Як приклад розглянемо рівновагу
[Ag(NH3)2]+ F Ag+ + 2NH3
Цей комплекс достатньо стійкий: при кімнатній температурі Кнест= 6,1·10-8. Тобто рівновага зміщена в бік існування комплексу.
При введенні в розчин йодид-іонів можливе випадіння осаду
Ag+ + I– F AgI↓
Добуток
розчинності цього осаду має дуже мале
значення
= 8,3·10-17.
Кнест([Ag(NH3)2]+) > (AgI) = 8,3·10-17
тому комплекс буде руйнуватись і буде випадати осад.
г) Вплив температури
Як і будь-які константи хімічної рівноваги, константи нестійкості залежать від температури. Рівновага комплексоутворення зміщується в той чи іншій бік в залежності від природи речовин.