Probabilmente tutti coloro che hanno familiarità con la chimica scolastica ed erano anche un po' interessati ad essa sanno dell'esistenza di composti complessi. Si tratta di composti molto interessanti con ampie applicazioni. Se non hai sentito parlare di un concetto del genere, di seguito ti spiegheremo tutto. Ma iniziamo con la storia della scoperta di questo tipo di composti chimici piuttosto insolito e interessante.
Cronologia
I sali complessi erano conosciuti anche prima della scoperta della teoria e dei meccanismi che ne consentono l'esistenza. Prendevano il nome dal chimico che scoprì questo o quel composto e non esistevano nomi sistematici per loro. E, quindi, era impossibile capire con la formula di una sostanza quali proprietà avesse.
Ciò continuò fino al 1893, fino a quando il chimico svizzero Alfred Werner propose la sua teoria, per la quale 20 anni dopo ricevette il Premio Nobel per la Chimica. È interessante notare che ha condotto i suoi studi solo interpretando varie reazioni chimiche in cui sono entrati alcuni composti complessi. La ricerca è stata fatta primala scoperta dell'elettrone da parte di Thompson nel 1896, e dopo questo evento, decine di anni dopo, la teoria è stata integrata, in una forma molto più modernizzata e complicata è arrivata ai nostri giorni ed è attivamente utilizzata nella scienza per descrivere i fenomeni che si verificano durante trasformazioni chimiche che coinvolgono complessi.
Quindi, prima di procedere alla descrizione di cosa sia la costante di instabilità, comprendiamo la teoria di cui abbiamo parlato sopra.
Teoria dei composti complessi
Werner nella sua versione originale della teoria della coordinazione formulò una serie di postulati che ne costituirono la base:
- Uno ione centrale deve essere presente in qualsiasi composto di coordinazione (complesso). Questo è, di regola, un atomo di un elemento d, meno spesso - alcuni atomi di elementi p e degli elementi s, solo Li può agire in questa capacità.
- Lo ione centrale, insieme ai suoi ligandi associati (particelle cariche o neutre, come acqua o anione cloro) forma la sfera interna del composto complesso. In soluzione si comporta come un grande ione.
- La sfera esterna consiste di ioni di segno opposto alla carica della sfera interna. Cioè, ad esempio, per una sfera carica negativamente [CrCl6]3- lo ione della sfera esterna può essere ioni metallici: Fe 3 +, Ni3+ ecc.
Ora, se tutto è chiaro con la teoria, possiamo passare alle proprietà chimiche dei composti complessi e alle loro differenze rispetto ai sali ordinari.
Proprietà chimiche
In una soluzione, i composti complessi si decompongono in ioni, o meglio in sfere interne ed esterne. Possiamo dire che si comportano come elettroliti forti.
Inoltre, anche la sfera interna può decadere in ioni, ma affinché ciò avvenga, è necessaria una notevole quantità di energia.
La sfera esterna nei composti complessi può essere sostituita da altri ioni. Ad esempio, se nella sfera esterna era presente uno ione cloro e nella soluzione è presente anche uno ione, che insieme alla sfera interna formerà un composto insolubile, oppure se nella soluzione è presente un catione, che darà un composto insolubile con cloro, si verificherà una reazione di sostituzione della sfera esterna.
Ed ora, prima di procedere alla definizione di cosa sia una costante di instabilità, parliamo di un fenomeno che è direttamente correlato a questo concetto.
Dissociazione elettrolitica
Probabilmente conosci questa parola a scuola. Tuttavia, definiamo questo concetto. La dissociazione è la disintegrazione delle molecole di soluto in ioni in un mezzo solvente. Ciò è dovuto alla formazione di legami sufficientemente forti di molecole di solvente con ioni della sostanza disciolta. Ad esempio, l'acqua ha due estremità con carica opposta e alcune molecole sono attratte dall'estremità negativa dei cationi e altre dall'estremità positiva degli anioni. È così che si formano gli idrati: ioni circondati da molecole d'acqua. In re altà, questa è l'essenza dell'elettroliticodissociazione.
Ora, in re altà, torniamo all'argomento principale del nostro articolo. Qual è la costante di instabilità dei composti complessi? Tutto è abbastanza semplice e nella prossima sezione analizzeremo questo concetto in dettaglio e in dettaglio.
Costante di instabilità di composti complessi
Questo indicatore è in re altà l'esatto opposto della costante di stabilità dei complessi. Pertanto, iniziamo con esso.
Se hai sentito parlare della costante di equilibrio di una reazione, capirai facilmente il materiale di seguito. Ma in caso contrario, ora parleremo brevemente di questo indicatore. La costante di equilibrio è definita come il rapporto tra la concentrazione dei prodotti di reazione, elevata alla potenza dei loro coefficienti stechiometrici, e le sostanze iniziali, in cui si tiene conto allo stesso modo dei coefficienti nell'equazione di reazione. Mostra in quale direzione andrà prevalentemente la reazione all'una o all' altra concentrazione di sostanze e prodotti di partenza.
Ma perché all'improvviso abbiamo iniziato a parlare della costante di equilibrio? Infatti, la costante di instabilità e la costante di stabilità sono, infatti, le costanti di equilibrio, rispettivamente, delle reazioni di distruzione e di formazione della sfera interna del complesso. La connessione tra loro è determinata molto semplicemente: Kn=1/Kst.
Per capire meglio il materiale, facciamo un esempio. Prendiamo l'anione complesso [Ag(NO2)2]- e scriviamo l'equazione per la sua reazione di decadimento:
[Ag(NO2)2]-=> Ag + + 2NO2-.
La costante di instabilità dello ione complesso di questo composto è 1,310-3. Ciò significa che è abbastanza stabile, ma ancora non a tal punto da essere considerato molto stabile. Maggiore è la stabilità dello ione complesso nel mezzo solvente, minore è la costante di instabilità. La sua formula può essere espressa in termini di concentrazione delle sostanze di partenza e di reazione:]2/[Ag(NO2) 2] -].
Ora che ci siamo occupati del concetto di base, vale la pena fornire alcuni dati sui vari composti. I nomi delle sostanze chimiche sono scritti nella colonna di sinistra e la costante di instabilità dei composti complessi è scritta nella colonna di destra.
Tabella
| Sostanza | Costante di instabilità |
| [Ag(NO2)2]- | 1.310-3 |
| [Ag(NH3)2]+ | 6.8×10-8 |
| [Ag(CN)2]- | 1×10-21 |
| [CuCl4]2- | 210-4 |
Dati più dettagliati su tutti i composti conosciuti sono forniti in tabelle speciali nei libri di riferimento. In ogni caso, è improbabile che la costante di instabilità dei composti complessi, la cui tabella per diversi composti sia riportata sopra, non ti sia di grande aiuto senza utilizzare il libro di riferimento.
Conclusione
Dopo aver capito come calcolare la costante di instabilità,rimane solo una domanda - sul perché tutto questo è necessario.
Lo scopo principale di questa quantità è determinare la stabilità di uno ione complesso. Ciò significa che possiamo prevedere la stabilità in una soluzione di un particolare composto. Questo aiuta molto in tutte le aree, in un modo o nell' altro, legate all'uso di sostanze complesse. Buon apprendimento della chimica!
