Giáo trình thuốc thử hữu cơ - Chương 5

Chỉ trên cơ sở nghiên cứu cơ chế tạo phức ta mới có thể xác định dạng tồn tại cuối cùng của ion trung tâm và phối tử cũng như viết được phản ứng tạo phức thực xảy ra trong hệ nghiên cứu. Từ cơ chế tạo phức ta tính được hằng số cân bằng của phản ứng tạo phức thực và hằng số bền điều kiện của phức . ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình thuốc thử hữu cơ - Chương 5 CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN CÁC HẰNG SỐ CỦA THUỐC THỬ VÀ PHỨC V.1. NGHIÊN CỨU CƠ CHẾ TẠO PHỨC ĐƠN PHỐI TỬ Nghiên cứu để đưa ra một phức vào ứng dụng trong thực hành phân tích thì việc nghiên cứu cơ chế tạo phức là một bước quan trọng. Chỉ trên cơ sở nghiên cứu cơ chế tạo phức ta mới có thể xác định dạng tồn tại cuối cùng của ion trung tâm và phối tử cũng như viết được phản ứng tạo phức thực xảy ra trong hệ nghiên cứu. Từ cơ chế tạo phức ta tính được hằng số cân bằng của phản ứng tạo phức thực và hằng số bền điều kiện của phức . Ngoài ra, khi nghiên cứu cơ chế tạo phức còn cho ta một số dữ kiện cần thiết để có thể hiểu sâu hơn về cấu trúc của phức, dạng tồn tại của ion trung tâm và phối tử, số proton tách ra khi tạo phức, ... V.1.1. Nguyên tắc Nguyên tắc chung là tìm phương trình thể hiện mối liên hệ các dạng tồn tại của ion trung tâm, của phối tử, số phối trí, số proton, pH. Trên cơ sở đó thiết lập các thí nghiệm để tính ra được số proton bị thay thế. Kết quả chúng ta biết được dạng ion tham gia và hằng số không bền. V.1.2. Các bước chính để xây dựng nghiên cứu ⎯ Đặt tên và gọi nồng độ của kim loại, thuốc thử, phức: Để đơn giản chúng ta không ghi điện tích của các phối tử trong hệ. Gọi M là ion kim loại và nồng độ ion kim loại là CM Hm+1R là thuốc thử và CR là nồng độ thuốc thử [M(OH)i(Hm-n)q] là phức và CK là nồng độ của phức ⎯ Các cân bằng của ion trung tâm trong dung dịch: M + H2O ⇔ MOH + H K1 M(OH) + H2O ⇔ M(OH)2 + H K2 M(OH)2 + H2O ⇔ M(OH)3 + H K3 M(OH)i-1 + H2O ⇔ M(OH)i + H Ki …………………………………….. Hằng số cân bằng của các phản ứng được biểu diễn như sau: [M(OH)].[H] K1 = [M] K1 .[M] [M(OH)]= =K1 .[M].h -1 Ta suy ra: [H] [M(OH)2 ][H] K2 = Tương tự [M(OH)] http://www.ebook.edu.vn K 2 [M(OH)] [M(OH)2 ]= =K1 .K 2 .[M]h -2 Và [H] …………………………………………… [ M(OH i ] .[ H ] Ki = Một cách tổng quát: [ M(OH)i ] [ M(OH)i ] =K1 .K 2 ...K i .[ M] .h -i Và Theo định luật bảo toàn nồng độ ban đầu: CM = [ M ] + ⎡ M ( OH ) ⎤ + ⎡ M ( OH 2 ) ⎤ +...+ ⎡ M ( OH )i ⎤ (5.1) ⎣ ⎦⎣ ⎦ ⎣ ⎦ Thay các giá trị nồng độ của ion kim loại [M(OH), [M(OH)2]…, [M(OH)i] vào phương trình (5.1) ta có: CM = [ M ] +K1 [ M ] h -1 +K1K 2 [ M ] h -2 +...K1K 2 ...K i [ M ] h -i +CK ( ) CM -CK = [ M ] 1+K1h -1 +K1K 2 h -2 +...+K1K 2 ...K i h -i Ta có thể tổng quát như sau: (CM − CK ) [ M] = 1+K .h -1 +K .K 2 .h +....+K1 .K 2 ...K i .h -2 -i (5.2) 1 1 (CM − CK ) K .K ...K i [ M(OH)i ] = 1+K .h -1 +K .K . 1 2i (5.3) 2 .h +....+K1 .K 2 ...K i .h h -2 -i 1 1 ⎯ Cân bằng của thuốc thử trong dung dịch: H m+1R H m R+H K0 Hm R H m-1R+H K1 H m-1R H m-2 R+H K2 ………………………….. ...