nyckelskillnad – stegvis vs totala stabilitetskonstanter
Begreppet stabilitetskonstant syftar på en jämviktskonstant för bildning av en komplex förening i en lösning. Det är ett sätt att mäta stabiliteten hos dessa komplex av övergångsmetalljoner. Liksom alla andra jämviktskonstanter är stabilitetskonstanter också temperaturberoende. Definitionen för stabilitetskonstant kan ges som "konstanten för en jämvikt mellan en övergångsmetalljon omgiven av vattenligander och det komplex som bildas när vissa övergångsmetalljoner genomgår ligandsubstitutionsreaktioner". symbolen för stabilitetskonstanten är KstabVanligtvis ersätts liganderna en efter en som en stegvis process. Dessa steg ges stegvisa stabilitetskonstanter. Stabilitetskonstanten för hela processen kan emellertid också anges. Det är den totala stabilitetskonstanten. Den viktigaste skillnaden mellan stegvisa och övergripande stabilitetskonstanter är att värdena för stegvisa stabilitetskonstanter är lägre än den totala stabilitetskonstanten för samma reaktion, medan den övergripande stabilitetskonstanten alltid har ett högre värde än varje stegvis stabilitetskonstant.
Vad är stegvisa stabilitetskonstanter?
Stegvisa stabilitetskonstanter är jämviktskonstanter som ges för varje steg i processen med ligandsubstitution. När ett övergångsmetalljonkomplex har vattenligander som omger metalljonen sker ligandsubstitutionen som en stegvis process. Där ersätts endast en vattenmolekyl av liganden som är involverad i substitutionen. Låt oss överväga ett exempel för att förstå denna process.
Exempel
Ta ersättning av ammoniakligander som ett exempel.
Den kemiska formeln för hexaaquacopper(II)-jon ges som [Cu(H2O)6] 2+. De sex vattenliganderna kan ersättas av ammoniakligander (NH3). En vattenligand ersätts med en ammoniakligand åt gången.
[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
Figur 01: Ett 3D-diagram av en hexaaquacopper(II)-jon.
Stabilitetskonstanten för det första utbytet anges som K1. För det andra utbytet är det k2 och vice versa. För varje jämvikt ovan kan uttryck härledas enligt nedan.
För det första utbytet, K1={[Cu(NH3)(H2O)5]2+} / {[Cu(H2O)6] 2+} {NH3}
I vilken, {[Cu(NH3)(H2O)5]2+}, {[Cu(H2O)6] 2+} och {NH3} är koncentrationer av varje kemisk art inom parentesen. Uttryck som ovan kan också skrivas för andra stegvisa stabilitetskonstanter (K2, K3, K4, K5 och K6).
Vad är övergripande stabilitetskonstanter?
Den totala stabilitetskonstanten är jämviktskonstanten för den totala reaktionen. För reaktionen ovan kan den totala stabilitetskonstanten anges enligt nedan.
[Cu(H2O)6]2+ + NH 3↔ [Cu(NH3)6]2+
Därför är den övergripande stabilitetskonstanten jämviktskonstanten för jämvikten mellan övergångsmetalljonen omgiven av vattenligander och övergångsmetalljonen omgiven av substituerade ligander. Sedan kan uttrycket för den totala stabilitetskonstanten härledas enligt nedan.
Overall Kstab={[Cu(NH3)6] 2+} / {[Cu(H2O)6]2+ }{NH3}
Vilket är förhållandet mellan stegvisa och övergripande stabilitetskonstanter?
Den totala stabilitetskonstanten kan erhållas genom att multiplicera alla stegvisa stabilitetskonstanter tillsammans. Till exempel ovan, Tot alt Kstab=K1K2K3K4K5K6
Vad är skillnaden mellan stegvisa och övergripande stabilitetskonstanter?
Stegvis vs övergripande stabilitetskonstanter |
|
| Stegvisa stabilitetskonstanter är jämviktskonstanter som ges för varje steg i processen med ligandsubstitution. | Den totala stabilitetskonstanten är jämviktskonstanten för den totala reaktionen. |
| Natur | |
| De stegvisa stabilitetskonstanterna ges för steg i en substitutionsreaktion som äger rum i ett övergångsmetalljonkomplex. | Den totala stabilitetskonstanten ges för hela substitutionsreaktionen som äger rum i ett övergångsmetalljonkomplex. |
| Value | |
| Värdena för stegvisa stabilitetskonstanter är lägre än den totala stabilitetskonstanten för samma reaktion. | Den övergripande stabilitetskonstanten har alltid ett högre värde än varje stegvis stabilitetskonstant. |
Sammanfattning – stegvis vs totala stabilitetskonstanter
Den stegvisa stabilitetskonstanten och den totala stabilitetskonstanten är jämviktskonstanter som ges för övergångsmetallkomplex i lösningar. Skillnaden mellan stegvisa och övergripande stabilitetskonstanter är att värdena för stegvisa stabilitetskonstanter är lägre än den totala stabilitetskonstanten för samma reaktion, medan den totala stabilitetskonstanten alltid har ett högre värde än varje stegvis stabilitetskonstant.
Ladda ned PDF-versionen av Stepwise vs Total Stability Constants
Du kan ladda ner PDF-versionen av den här artikeln och använda den för offlineändamål enligt citat. Ladda ner PDF-versionen här: Difference Between Stepwise and Overall Stability Constants
