Напевно, кожен, хто знайомий зі шкільної хімією і цікавився нею хоч трохи знає про існування комплексних сполук. Це дуже цікаві з'єднання з широкими областями застосування. Якщо ж ви не чули про таке поняття, то нижче ми вам все пояснимо. Але почнемо з історії відкриття цього досить незвичайного і цікавого виду хімічних сполук.

Історія

Комплексні солі були відомі ще до відкриття теорії і механізмів, що дозволяють їм існувати. Їх назвали по імені хіміка, який відкрив те або інше з'єднання, і систематичних назв для них не було. І, отже, не можна було по формулі речовини зрозуміти, якими властивостями вона володіє.


Так тривало до 1893 року, поки щвейцарский хімік Альфред Вернер не запропонував свою теорію, за яку через 20 років і отримав Нобелівську премію з хімії. Цікаво те, що свої дослідження він проводив тільки з допомогою інтерпретації різних хімічних реакцій, в які вступали ті чи інші комплексні сполуки. Зроблені дослідження були ще до відкриття електрона Томпсоном в 1896 році, а після цієї події, через десятки років, теорія була доповнена, в набагато більш модернізованому і ускладненому вигляді дійшла до наших днів і активно використовується в науці для опису явищ, що відбуваються під час хімічних перетворень з участю комплексів. Отже, перед тим як перейти до опису того, що таке константа нестійкості, розберемося в теорії, про яку ми говорили вище.

Теорія комплексних сполук

Вернер у своїй первісній версії координаційної теорії сформулював ряд постулатів, які лягли в її основу:

У будь-якому координаційній (комплексному) сполученні має бути присутній центральний іон. Це, як правило, атом d-елемента, рідше - деякі атоми p-елементів, а з s-елементів здатний виступати в цій якості тільки Li.

Центральний іон разом з пов'язаними з ним лігандами (заряджені або нейтральні частинки, наприклад вода або аніон хлору), утворює внутрішню сферу комлесного з'єднання. Вона веде себе в розчині як один великий іон.

Зовнішня сфера складається з іонів, протилежних за знаком заряду внутрішньої сфери. Тобто, наприклад, для негативно зарядженої сфери[CrCl6] 3 - іоном зовнішньої сфери можуть бути іони металів: Fe 3+ , Ni 3+ і т. д.

А тепер, якщо з теорією все зрозуміло, ми можемо перейти до хімічних властивостей комплексних сполук та їх відмінностей зі звичайними солями.

Хімічні властивості

У розчині комплексні сполуки розпадаються на іони, а точніше на внутрішню і зовнішню сфери. Можна сказати, що вони ведуть себе як сильні електроліти. До того ж внутрішня сфера теж може розпадатися на іони, але для того, щоб це сталося, потрібно затратити досить багато енергії. Зовнішня сфера в комплексних сполуках може замінюватися іншими іонами. Наприклад, якщо в зовнішній сфері був іон хлору, а в розчині також присутній іон, який разом з внутрішньою сферою буде давати нерозчинне з'єднання, або ж у розчині є катіон, що дає нерозчинне з'єднання з хлором, буде відбуватися реакція заміщення зовнішньої сфери.
А тепер, перш ніж перейти до визначення того, що таке константа нестійкості, поговоримо про явище, яке безпосередньо пов'язане з цим поняттям.

Електролітична дисоціація

Вам це слово, мабуть, знайоме ще зі школи. Але все одно дамо визначення цьому поняттю. Дисоціація - це розпад молекул розчиненої речовини на іони в середовищі розчинника. Це відбувається завдяки утворенню достатньо міцних зв'язків молекул розчинника з іонами розчиненої речовини. Наприклад, вода володіє двома протилежно зарядженими кінцями, і одні молекули притягуються негативним кінцем до катіонів, а інші - позитивним кінцем до аніонів. Так утворюються гідрати - іони, оточені молекулами води. Власне, в цьому і полягає суть електролітичної дисоціації. Тепер, власне, повернімося до основної теми нашої статті. Що таке константа нестійкості комплексних сполук? Всі досить просто, і у наступному розділі ми розберемо це поняття докладно і в деталях.

Константа нестійкості комплексних сполук

Цей показник насправді є прямою протилежністю константі устойчиовсти комплексів. Тому з неї і почнемо. Якщо ви чули про константу рівноваги реакції, то легко зрозумієте нижчевикладений матеріал. Але а якщо ні, зараз ми коротко розповімо про цьому показнику. Константа рівноваги визначається як відношення концентрації продуктів реакції, зведених в ступені їх стехіометричних коефіцієнтів, до вихідних речовин, в яких точно так само враховуються коефіцієнти в рівнянні реакції. Вона показує, в яку сторону піде переважно реакція при тій чи іншій концентрації вихідних речовин і продуктів. Але з чого ми раптом почали говорити про константу рівноваги? Насправді константа нестійкості і константа стійкості є, по суті, константами рівноваги відповідно реакцій руйнування і утворення внутрішньої сфери комплексу. Зв'язок між ними визначається дуже просто: До н =1/До вуст . Щоб краще зрозуміти матеріал, наведемо приклад. Візьмемо комплексний аніон[Ag(NO2)2] - і запишемо рівняння реакції розпаду: [Ag(NO2)2] - => Ag + + 2NO 2 - . Константа нестійкості комплексного іона цього з'єднання дорівнює 13*10 -3 . Значить, він досить стійкий, але все ж не до такої міри, щоб вважатися стабільним. Чим більша стійкість комплексного іона в середовищі розчинника, тим менше константа нестійкості. Формула її може бути виражена через концентрації вихідних та реагуючих речовин: До н =[Ag+]*[2NO2-] 2 /[[Ag(NO2)2] - ].
Тепер, коли ми розібралися з основним поняттям, варто навести небагато даних про різних сполуках. У лівому стовпці написані назви хімічних речовин, а в правому - константа нестійкості комплексних сполук.

Таблиця

Речовина



Константа нестійкості



[Ag(NO2)2] -



1.3*10 -3



[Ag(NH3)2] +



6.8x10 -8



[Ag(CN)2] -



1x10 -21



[CuCl4] 2 -



2*10 -4

Більш докладні дані по всім відомим сполук наведені в спеціальних таблицях в довідниках. У будь-якому випадку константа нестійкості комплексних сполук, таблиця якої для декількох з'єднань наведена вище, навряд чи серйозно допоможе вам без використання довідника.

Висновок

Після того як ми з'ясували, як розрахувати константу нестійкості, залишається лише одне питання - про те, навіщо це все потрібно. Основне призначення цієї величини - визначення стійкості комплексного іона. А значить, ми можемо передбачити стабільність в розчині того або іншого з'єднання. Це дуже допомагає у всіх сферах, так або інакше пов'язаних з застосуванням комплексних речовин. Приємного вивчення хімії!