Trong dung dịch các phức chất phân li hoàn toàn thành ion phức và ion cầu ngoại Tùy theo độ bền khác nhau mà ion phức phân li nhiều hay ít thành ion trung tâm và các phối tử
Độ bền của các phức chất phụ thuộc vào bản chất của ion trung tâm và phối tử Thí dụ:
Cả” + 4CN7 —> Cd(CN)? Bu„eyy =10””
Cả” + 4CI CdClˆ B„„¿ =10””
Cu?” + 4CN' == Cu(CN)¿ ÿ_ Cu(CN)} =107
ˆ Để đặc trưng cho độ bền của phức chất người ta thường sử dụng các hằng số bền hoặc hằng số tạo thành từng nắc Thí dụ: Zn?'` + NHy —> Zn(NH,)” pelo Zn(NH,)* + NH; <== Zn(NH,);* B, =10°” Zn(NH,)* + NH; — Zn(NH,}* B, =10”” Zn(NH,);* + NH; —> Zn(NH,)* ÿ,=10””
Người ta cũng hay biểu diễn phản ứng tạo phức trực tiếp từ kim loại và phối tử
Lúc đó ta có các quá trình tạo phức tông hợp và các hang số cân bằng tương ứng gọi là các hằng số tạo thành tổng hợp hoặc hằng số bền tổng hợp Thí dụ:
Zn?*' + | —# Zn(NH, )* — = 8, ~1022!
Zn’* + 2NH; £—> Zn(NH,);' Bisa we Bie -10%5
7n” + 3NH; —> Zn(@NH,)` B„ uy = Bịy =10””
Zn” + 4NH; —> Zn(NH,)ƒ` Beant B,„„ =10””
Để đặc trưng cho độ bền của phức người ta cũng dùng cả hằng số không bền từng nắc (K) và hằng số không bền tổng cộng (K’) Cac dai lượng này là nghịch đảo với các giá trị hằng số bền tương ứng Thí dụ: Đối với phức Zn”" và NH; ta có: - Hằng số không bên từng nắc: Zn(NH,);" <= Zn(NH,);, +NH3_ Ki = B¿ =10”° Zn(NH,)2* <== Zn(NH,);’ +NH3 K2=B,' =10°" Zn(NH,);* <— Zn(NH,)* +NH; K;= B,' =10°” Zn(NH,)” — Zn** + NH; Kj= 6; =10"" 48 - Hằng số không bên từng tổng cộng: Zn(NH,)?' —> Zn”' + 4NH; Ki = Bogen, 210°" Zn(NH,)ˆ —> Zn”* + 3NH; K, = Boy = =10°* Zn(NH,)?* —>Zn*' + 2NH; K, = “XI =103 Zn(NH,)” ¿ —> Zn”” + NHạ Ry = Brae GV”
II BANH GIA CAN BANG TAO PHUC TRONG DUNG DICH
Việc tính toán cân bằng toạ phức thường rất phức tạp và sự tạo phức thường xảy ra theo từng nắc, trong đa số trường hợp hằng số cân bằng từng nâc không chênh lệch nhau nhiều Hơn nữa kèm theo phản ứng tạo phức luôn xảy ra các quá trình phụ (tạo phức hiđroxo của ion kim loại trung tâm, proton hoá các phối từ bazơ yếu hoặc các phản ứng oxi hoá - khử, phản ứng tạo hợp chất ít tan, phản ứng tạo phức phụ, .)
Phương pháp:
- Mô tả đầy đủ các cân bằng xảy ra
- Đánh giá mức độ của các quá trình phụ Thông thường ở pH thấp có thể coi sự tạo phức hiđroxo xảy ra không đáng kể và ở pH cao thì có thể bỏ qua sự proton hoá của phối tử
- Nếu sự tạo phức xảy ra từng nắc thì có thể so sánh mức độ xảy ra giữa các nắc tạo phức và bỏ qua các dạng phức không quan trọng
- Biết được dạng tồn tại chủ yêu trong dung dịch ta có thể đánh giá cân bằng theo định luật tác dụng khối lượng hoặc định luật bảo toàn nồng độ đối với ion kim loại và đối với phối tử
Trong trường hợp phối tử rất dư so với ion trung tâm thì có thé chấp nhận các điều kiện gần đúng:
+ Coi phức tạo thành có số phôi tử cao nhất
+ Coi nồng độ cân bằng của phối tử bằng nồng độ ban đầu
Vi du 1: Tinh can bang trong dung dich AgNO; 0,01M; NH3 1M; NH4NO3 1M
-9,24 , 3,32, ,2 -
Cho: Kw, =10 , B ng 7 =10 B, B(NH,)3 =10" “SMisou =10 “
Giải Các quá trình xảy ra:
Trang 2Kuu, [NH, ] _ Cnn: -10°"M [NH, ] Cun, Vi Nesgl =10°“*M << 1 = [AgOH] << [Ag’] < CAg' => Coi quá trình (4) =[H] = tạo phức hiđroxo của Ag” là không đáng kẻ = + ˆ , A r a ai
Cyn, = 1M >> Cag* va Bae — | ng nên ta có thé coi phức tôn ta
chủ yêu trong dung dịch là Ag(NH;)} Ag’ + 2NH3 -> [Ag(NH;); ] oe —10)7:24 lf =x 3l? v Tổ => Cụ, còn = 1 -2.10? =0,98M [Ag(NHs);] <= Ag’ + 2NH3 B, ;=10”” 0,01 - x x 0,98 + 2x 2 = oe = 1074 = x =6.10°M =[Ag']; [Ag(NH)?] =0,01M; sUL-X
_ [NHs}- 0,98M; [Ag(NHs)"] = B, „, „[Ag` ]INH,]= 12.10 M;
[AgOH] = n,„¿„LAg” ]IH* Ƒˆ= 2,110°M; [NH; } = 1M
Như vậy các giả thiết đều hoàn toàn thoả mãn
Ví dụ 2: lon phức Ag(NH:), bị phân hủy trong môi trường axit theo phản ứng:
Ag(NH3); + 2H’ @—= Ag’ + 2NH}
Dé 90% ion phức có trong dung dịch Ag(NH:); 0,1M bị phân hủy thì nông độ HỶ tại trạng thái cân bằng là bao nhiêu? Cho: Đụ, NHI =10”;K =10”> Giải Ag(NH3); = Ag” + 2NH; Bouts =107* 2NN; + 2H” 2NH; (Ky,.) =1099 + 2H C Ag` + 2NH/ K=10"“ Ag(NH3) 5 E 0,1 [] 0,1-0,09=107 x 0,09 0,18 _ [Ag* ][NH,} _ 009.0, eu -10!!2 [Ag(NH,);]|H' ] 10x =x —[H*] = 1,3.10°M 50
Vi du 3: Dung dich A được tạo bởi CoC]; 0,0100M, NHạ 0,3600M và HạO; 3,00.10”M a) Tính pH và nồng độ ion Co? trong dung dịch A