Nøkkelforskjell – trinnvise kontra generelle stabilitetskonstanter
Begrepet stabilitetskonstant refererer til en likevektskonstant for dannelse av en kompleks forbindelse i en løsning. Det er en måte å måle stabiliteten til disse kompleksene av overgangsmetallioner. Som eller alle andre likevektskonstanter, er stabilitetskonstanter også temperaturavhengige. Definisjonen for stabilitetskonstant kan gis som "konstanten for en likevekt som eksisterer mellom et overgangsmetallion omgitt av vannligander og komplekset som dannes når noen overgangsmetallioner gjennomgår ligandsubstitusjonsreaksjoner". symbolet for stabilitetskonstanten er KstabVanligvis erstattes liganden en etter en som en trinnvis prosess. Disse trinnene er gitt trinnvise stabilitetskonstanter. Imidlertid kan stabilitetskonstanten for hele prosessen også angis. Det er den generelle stabilitetskonstanten. Den viktigste forskjellen mellom trinnvise og generelle stabilitetskonstanter er at verdiene til trinnvise stabilitetskonstanter er lavere enn den totale stabilitetskonstanten for samme reaksjon, mens den totale stabilitetskonstanten alltid har en høyere verdi enn hver trinnvise stabilitetskonstant.
Hva er trinnvise stabilitetskonstanter?
Trinnvise stabilitetskonstanter er likevektskonstanter gitt for hvert trinn i prosessen med ligandsubstitusjon. Når et overgangsmetallionkompleks har vannligander som omgir metallionet, skjer ligandsubstitusjonen som en trinnvis prosess. Der er kun ett vannmolekyl erstattet av liganden som er involvert i substitusjonen. La oss vurdere et eksempel for å forstå denne prosessen.
Eksempel
Ta substitusjon av ammoniakkligander som et eksempel.
Den kjemiske formelen til hexaaquacopper(II)-ion er gitt som [Cu(H2O)6] 2+. De seks vannligandene kan erstattes av ammoniakkligander (NH3). Én vannligand erstattes med én ammoniakkligand om gangen.
[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: Et 3D-diagram av et hexaaquacopper(II)-ion.
Stabilitetskonstanten for første bytte er gitt som K1. For den andre erstatningen er det k2 og omvendt. For hver likevekt ovenfor kan uttrykk utledes som nedenfor.
For det første byttet, K1={[Cu(NH3)(H2O)5]2+} / {[Cu(H2O)6] 2+} {NH3}
I hvilken, {[Cu(NH3)(H2O)5]2+}, {[Cu(H2O)6] 2+} og {NH3} er konsentrasjoner av hver kjemisk art innenfor parentesene. Uttrykk som ovenfor kan også skrives for andre trinnvise stabilitetskonstanter (K2, K3, K4, K5 og K6).
Hva er generelle stabilitetskonstanter?
Den samlede stabilitetskonstanten er likevektskonstanten for den totale reaksjonen. For reaksjonen ovenfor kan den totale stabilitetskonstanten angis som nedenfor.
[Cu(H2O)6]2+ + NH 3↔ [Cu(NH3)6]2+
Derfor er den totale stabilitetskonstanten likevektskonstanten for likevekten mellom overgangsmetallion omgitt av vannligander og overgangsmetallion omgitt av substituerte ligander. Deretter kan uttrykket for total stabilitetskonstant utledes som nedenfor.
Overall Kstab={[Cu(NH3)6] 2+} / {[Cu(H2O)6]2+ }{NH3}
Hva er forholdet mellom trinnvise og generelle stabilitetskonstanter?
Den samlede stabilitetskonstanten kan oppnås ved å multiplisere alle de trinnvise stabilitetskonstantene sammen. For eksempel ovenfor, Tot alt Kstab=K1K2K3K4K5K6
Hva er forskjellen mellom trinnvise og generelle stabilitetskonstanter?
Trinnvis kontra generelle stabilitetskonstanter |
|
| Trinnvise stabilitetskonstanter er likevektskonstanter gitt for hvert trinn i prosessen med ligandsubstitusjon. | Den generelle stabilitetskonstanten er likevektskonstanten til den totale reaksjonen. |
| Natur | |
| De trinnvise stabilitetskonstantene er gitt for trinn i en substitusjonsreaksjon som finner sted i et overgangsmetallionekompleks. | Den totale stabilitetskonstanten er gitt for hele substitusjonsreaksjonen som finner sted i et overgangsmetallionekompleks. |
| Value | |
| Verdiene for trinnvise stabilitetskonstanter er lavere enn den totale stabilitetskonstanten for samme reaksjon. | Den generelle stabilitetskonstanten har alltid en høyere verdi enn hver trinnvise stabilitetskonstant. |
Sammendrag – trinnvise vs generelle stabilitetskonstanter
Den trinnvise stabilitetskonstanten og den totale stabilitetskonstanten er likevektskonstanter gitt for overgangsmetallkomplekser i løsninger. Forskjellen mellom trinnvise og generelle stabilitetskonstanter er at verdiene av trinnvise stabilitetskonstanter er lavere enn den totale stabilitetskonstanten for samme reaksjon, mens den totale stabilitetskonstanten alltid har en høyere verdi enn hver trinnvise stabilitetskonstant.
Last ned PDF-versjonen av Stepwise vs Total Stability Constants
Du kan laste ned PDF-versjonen av denne artikkelen og bruke den til offline-formål i henhold til sitat. Last ned PDF-versjonen her: Difference Between Stepwise and Overall Stability Constants
