Курсовая работа: Комплексные соединения в аналитической химии

(Zn(ОН)₂ + OH^- - [Zn(ОН)₄ ]^2- )

Благодаря образованию комплекса происходит связывание молекулы аммиака (газообразного лиганда):

NН₃ + НС1 - [NН₄ ]С1 (NН₃ + Н⁺ - [NН₄ ]⁺ )

NН₃ + Н₂ 0 -- NН₃ • Н₂ 0

В кислой среде происходит прочное связывание NН₃ вследствие образования комплексного иона [NН₄ ]⁺ , а в нейтральной и щелочной среде имеет место конкуренция за прочное связывание Катиона водорода между анионом ОН^- (К_а = К_H2O = 1,8*10^-16 ) и молекулой аммиака (К_а = К_нест (NH₄ ⁺ ) = 5,4*10^-10 ). Из сравнения констант соответствующих равновесий видно, что молекула воды удерживает катион Н⁺ значительно сильнее, чем комплексный ион [NН₄ ]⁺ . Поэтому использовать формулу гидроксида аммония NН₄ ОН некорректно, а следует изображать результат взаимодействия между молекулами воды и аммиака в виде NН₂ • Н₂ О – комплекса-ассоциата (гидрата аммиака). Водный раствор аммиака, называемый в быту нашатырным спиртом", используется в медицинской практике как источник аммиака и средство скорой помощи для возбуждения дыхания и выведения из обморочного состояния. Таким образом, комплексное соединение возникает в тех случаях, когда донорно-акцепторное взаимодействие комплексообразователя с лигандами приводит к их прочному связыванию с формированием устойчивой внутренней сферы.

3.3 Трансформация или разрушение комплексных соединений

Трансформация или разрушение комплексного соединения происходит в тех случаях, когда компоненты его внутренней сферы, вступая во взаимодействие с добавленным реагентом, связываются или трансформируются вследствие образования: а) более устойчивого комплекса; б) малодиссоциирующего соединения; в) малорастворимого соединения; г) окислительно-восстановительных превращений. Проиллюстрируем эти положения на примерах.

А. Трансформация комплекса с образованием более устойчивого комплекса в результате:

- более прочного связывания лигандов с новым комплексообразователем, т. е. реакции обмена комплексообразователя:

[Сu(NН₃ )₄ ]S0₄ + 2Н₂ SО₄ - СиSО₄ + 2[NН₄ ]₂ SО₄

([Сu(NН₃ )₄ ]²⁺ 4Н⁺ - Сu²⁺ + [NН₄ ]⁺ )

- более прочного связывания комплексообразователя с новым лигандом, т. е. реакции обмена лигандами во внутренней сфере:

[Pt(NH₃ )₄ Cl₂ ] + 4КСN - К₂ [Рt(СN)₄ ] + 4NН₃ + 2КСl

([Pt(NH₃ )₄ Cl₂ ]+ 4СN^- - [Рt(СN)₄ ]^2- + 4NH₃ )

Замена лигандов во внутренней сфере комплексного соединения протекает ступенчато, причем при наличии различных лигандов вначале замещается тот лиганд, связь которого с комплексообразователем лабильна:

[Рt(NН₃ )₂ С1₂ ] + КI - [Рt(NН₃ )₂ ClI] + КС1

([Рt(NН₃ )₂ С1₂ ] + I^- - [Рt(NН₃ )₂ СlI] + Сl^- )

Рассмотренные реакции трансформации комплексных соединений всегда протекают в сторону образования более устойчивых комплексных соединений, у которых константа нестойкости внутренней сферы меньше, чем у исходных соединений.

Б. Разрушение гидроксокомплексов в кислой среде из-за образования малодиссоциированного соединения

Nа₂ [Zn(ОН)₄ ] + 4НС1 - 2NaCl + ZnCl₂ + 4Н₂ O

([Zn(ОН)₄ ]^- + 4Н⁺ - Zn²⁺ + 4Н₂ 0)

В. Разрушение комплексного соединения с образованием малорастворимого соединения, в котором комплексообразователь или лиганд связан прочнее, чем в комплексе:

[Ag(NH₃ )₂ ]Cl + KI -AgI + 2КСl + 2NН₃

([Ag(NH₃ )₂ ]⁺ + I^- - AgI + 2NH₃ )

Г. Разрушение или трансформация комплексного соединения в результате окислительно-восстановительных превращений:

- лиганда:

K₂ [CdI₄ ] + Cl₂ - 2КСl + СdС1₂ + 2I₂

([CdI₄ ]^2- + Cl₂ - Сd²⁺ + 2I₂ + 4Сl^- )

- комплексообразователя: