Differenza chiave – Costanti graduali e costanti di stabilità
Il termine costante di stabilità si riferisce a una costante di equilibrio per la formazione di un composto complesso in una soluzione. È un modo per misurare la stabilità di questi complessi di ioni di metalli di transizione. Come o tutte le altre costanti di equilibrio, anche le costanti di stabilità dipendono dalla temperatura. La definizione di costante di stabilità può essere data come "la costante per un equilibrio esistente tra uno ione di metallo di transizione circondato da leganti d'acqua e il complesso formato quando alcuni ioni di metallo di transizione subiscono reazioni di sostituzione di legante". il simbolo della costante di stabilità è KstabDi solito, i ligandi vengono sostituiti uno per uno come un processo graduale. A questi passaggi vengono fornite costanti di stabilità graduale. Tuttavia, può anche essere data la costante di stabilità per l'intero processo. È la costante di stabilità complessiva. Il differenza fondamentale tra le costanti di stabilità graduale e globale è quello i valori delle costanti di stabilità graduale sono inferiori alla costante di stabilità complessiva della stessa reazione mentre la costante di stabilità complessiva ha sempre un valore più alto di ciascuna costante di stabilità graduale.
Cosa sono le costanti di stabilità graduale?
Le costanti di stabilità graduale sono costanti di equilibrio fornite per ogni fase del processo di sostituzione del ligando. Quando un complesso di ioni di metallo di transizione ha ligandi d'acqua che circondano lo ione metallico, la sostituzione del ligando avviene come un processo graduale. Lì, solo una molecola d'acqua viene sostituita dal ligando coinvolto nella sostituzione. Consideriamo un esempio per comprendere questo processo.
Esempio
Prendete come esempio la sostituzione dei ligandi di ammoniaca.
La formula chimica dello ione esaaquarame(II) è data come [Cu(H2O)6] 2+. I sei ligandi dell'acqua possono essere sostituiti da ligandi dell'ammoniaca (NH3). Un ligando dell'acqua viene sostituito da un ligando dell'ammoniaca alla volta.
[Cu(H2O)6]2++NH 3 ↔ [Cu(NH3)(H2O)5]2+ K1
[Cu(NH3)(H2O)5] 2++ NH3 ↔ [Cu(NH3)2 (H2O)4]2+ K2
[Cu(NH3)2(H2O) 4]2++ NH3 ↔ [Cu(NH3 )3(H2O)3]2+K3
[Cu(NH3)3(H2O) 3]2++ NH3 ↔ [Cu(NH3 )4(H2O)2]2+K4
[Cu(NH3)4(H2O) 2]2++ NH3 ↔ [Cu(NH3 )5(H2O)]2+ K5
[Cu(NH3)5(H2O)] 2++ NH3↔ [Cu(NH3)6 ]2+ K6
Figura 01: Un diagramma 3D di uno ione esaaquacopper(II).
La costante di stabilità per la prima sostituzione è data come K1. Per la seconda sostituzione vale k2 e viceversa. Per ogni equilibrio sopra, le espressioni possono essere derivate come sotto.
Per la prima sostituzione, K1={[Cu(NH3)(H2O)5]2+} / {[Cu(H2O)6] 2+} {NH3}
In cui, {[Cu(NH3)(H2O)5]2+}, {[Cu(H2O)6] 2+} e {NH3} sono le concentrazioni di ciascuna specie chimica all'interno delle parentesi. Espressioni come sopra possono essere scritte anche per altre costanti di stabilità graduale (K2, K3, K4, K5 e K6).
Cosa sono le costanti di stabilità complessive?
La costante di stabilità complessiva è la costante di equilibrio della reazione complessiva. Per la reazione di cui sopra, la costante di stabilità complessiva può essere data come di seguito.
[Cu(H2O)6]2+ + NH 3↔ [Cu(NH3)6]2+
Quindi, la costante di stabilità complessiva è la costante di equilibrio per l'equilibrio tra lo ione di metallo di transizione circondato da leganti d'acqua e lo ione di metallo di transizione circondato da leganti sostituiti. Quindi l'espressione per la costante di stabilità complessiva può essere derivata come segue.
Complessivo Kpugnalata={[Cu(NH3)6] 2+} / {[Cu(H2O)6]2+ }{NH3}
Qual è la relazione tra le costanti di stabilità graduale e globale?
La costante di stabilità complessiva può essere ottenuta moltiplicando insieme tutte le costanti di stabilità graduale. Per l'esempio sopra, Complessivo Kpugnalata=K1K2K3K4K5K6
Qual è la differenza tra le costanti di stabilità graduale e globale?
Costanti graduali vs stabilità complessiva |
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| Le costanti di stabilità graduale sono costanti di equilibrio fornite per ogni fase del processo di sostituzione del ligando. | La costante di stabilità complessiva è la costante di equilibrio della reazione complessiva. |
| Natura | |
| Le costanti di stabilità graduale sono fornite per le fasi di una reazione di sostituzione che ha luogo in un complesso di ioni di metallo di transizione. | La costante di stabilità complessiva è data per l'intera reazione di sostituzione che ha luogo in un complesso di ioni di metallo di transizione. |
| Valore | |
| I valori delle costanti di stabilità graduale sono inferiori alla costante di stabilità complessiva della stessa reazione. | La costante di stabilità complessiva ha sempre un valore più alto di ogni costante di stabilità graduale. |
Riepilogo – Costanti graduali e costanti di stabilità
La costante di stabilità graduale e la costante di stabilità complessiva sono costanti di equilibrio fornite per complessi di metalli di transizione in soluzioni. La differenza tra le costanti di stabilità graduale e globale è che i valori delle costanti di stabilità graduale sono inferiori alla costante di stabilità complessiva della stessa reazione mentre la costante di stabilità complessiva ha sempre un valore più alto di ciascuna costante di stabilità graduale.
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