ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
129
IV. КОМПЛЕКСОНОМЕТРИЧЕСКОЕ
ТИТРОВАНИЕ
Ионы многих металлов реагируют с донорами элек-
тронной пары, образуя координационные соединения, или
комплексные ионы. Вещества, способные быть донорами
(лиганды), должны иметь по меньшей мере одну неподе-
ленную пару электронов для образования связи. Примерами
обычных лигандов являются молекулы воды, аммиака и ио-
ны галогенидов.
Хотя и существуют исключения, катион обычно обра-
зует максимум две, четыре или шесть координационных
связей, причем его координационное число принимается
равным этому максимуму. Образовавшиеся координаци-
онные соединения могут быть положительно заряженны-
ми, нейтральными или отрицательно заряженными. Так на-
пример, медь (II) с координационным числом, равным че-
тырем, образует катионный аммиачный комплекс
Cu(NH
3
)
4
2+
, нейтральный глициновый комплекс
Cu(NH
2
CH
2
COO)
2
и анионный комплекс с хлорид ионами
CuCl
4
2-
.
Титриметрические методы, основанные на реакциях
комплексообразования (иногда называемые комплексоно-
метрическими методами), получили свое развитие с откры-
тием особого класса координационных соединений, назы-
ваемых хелатами. Хелат образуется в результате координи-
рования ионом металла двух или более донорных групп
одного лиганда, как, например, упомянутый ранее комплекс
меди с глицином. Здесь медь связана как с атомом кисло-
рода карбоксильной группы, так и с атомом азота амино-
группы. Хелатообразующий лиганд с двумя донорными
группами, участвующими в образовании координацион-
130
ных связей, называется бидентатным, лиганд с тремя до-
норными группами - тридентатным. Известны тетра-, пен-
та- и гексадентатные лиганды.
Для титриметрического анализа преимущество хе-
латообразующих реагентов перед реагентами, образу-
ющими с ионом металла простые комплексы, состоит в
том, что хелатообразование протекает практически в одну
стадию, тогда как при образовании простого комплекса
обычно получается одно или большее число промежуточ-
ных соединений. Рассмотрим, например, равновесие между
ионом металла М с координационным числом, равным че-
тырем, и тетра-дентатным лигандом D
M + D ↔ MD
При установлении равновесия этого процесса
K = [MD]/[M][D],
где К - константа устойчивости.
Аналогично равновесие между М и бидентатным ли-
гандом В можно представить в виде
М + 2В ↔ МВ
2
Однако это уравнение, а следовательно, и соответ-
ствующая константа устойчивости, является результирую-
щим для двухстадийного процесса, включающего образова-
ние промежуточного соединения МВ:
М + В ↔ МВ,
МВ + В ↔ МВ
2
,
для которого
К
1
= [MB]/[M][B] и К
2
= [MB
2
]/[MB][B]
Произведение К
1
и К
2
дает выражение для константы
равновесия суммарного процесса
β
2
= К
1
⋅К
2
={[MB]/[M][B]}{[MB
2
]/[MB][B]} = [MB
2
]/[M][B]
2
Подобным же образом реакцию между М и моноден-
татным лигандом можно записать в виде суммарного равно-
весия
М + 4А ↔ МА
4
,
129 130
ных связей, называется бидентатным, лиганд с тремя до-
норными группами - тридентатным. Известны тетра-, пен-
IV. КОМПЛЕКСОНОМЕТРИЧЕСКОЕ та- и гексадентатные лиганды.
Для титриметрического анализа преимущество хе-
ТИТРОВАНИЕ
латообразующих реагентов перед реагентами, образу-
ющими с ионом металла простые комплексы, состоит в
Ионы многих металлов реагируют с донорами элек-
том, что хелатообразование протекает практически в одну
тронной пары, образуя координационные соединения, или
стадию, тогда как при образовании простого комплекса
комплексные ионы. Вещества, способные быть донорами
обычно получается одно или большее число промежуточ-
(лиганды), должны иметь по меньшей мере одну неподе-
ных соединений. Рассмотрим, например, равновесие между
ленную пару электронов для образования связи. Примерами
ионом металла М с координационным числом, равным че-
обычных лигандов являются молекулы воды, аммиака и ио-
тырем, и тетра-дентатным лигандом D
ны галогенидов.
Хотя и существуют исключения, катион обычно обра- M + D ↔ MD
При установлении равновесия этого процесса
зует максимум две, четыре или шесть координационных
K = [MD]/[M][D],
связей, причем его координационное число принимается
где К - константа устойчивости.
равным этому максимуму. Образовавшиеся координаци-
Аналогично равновесие между М и бидентатным ли-
онные соединения могут быть положительно заряженны-
гандом В можно представить в виде
ми, нейтральными или отрицательно заряженными. Так на-
пример, медь (II) с координационным числом, равным че- М + 2В ↔ МВ2
тырем, образует катионный аммиачный комплекс Однако это уравнение, а следовательно, и соответ-
Cu(NH3)42+, нейтральный глициновый комплекс ствующая константа устойчивости, является результирую-
Cu(NH2CH2COO)2 и анионный комплекс с хлорид ионами щим для двухстадийного процесса, включающего образова-
CuCl42-. ние промежуточного соединения МВ:
Титриметрические методы, основанные на реакциях М + В ↔ МВ,
комплексообразования (иногда называемые комплексоно- МВ + В ↔ МВ2,
метрическими методами), получили свое развитие с откры- для которого
тием особого класса координационных соединений, назы- К1 = [MB]/[M][B] и К2 = [MB2]/[MB][B]
ваемых хелатами. Хелат образуется в результате координи- Произведение К1 и К2 дает выражение для константы
рования ионом металла двух или более донорных групп равновесия суммарного процесса
одного лиганда, как, например, упомянутый ранее комплекс β2= К1⋅К2 ={[MB]/[M][B]}{[MB2]/[MB][B]} = [MB2]/[M][B]2
меди с глицином. Здесь медь связана как с атомом кисло- Подобным же образом реакцию между М и моноден-
рода карбоксильной группы, так и с атомом азота амино- татным лигандом можно записать в виде суммарного равно-
группы. Хелатообразующий лиганд с двумя донорными весия
группами, участвующими в образовании координацион- М + 4А ↔ МА4,
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 63
- 64
- 65
- 66
- 67
- …
- следующая ›
- последняя »
