Belangrijk verschil - Stapsgewijze vs algemene stabiliteitsconstanten
De term stabiliteitsconstante verwijst naar een evenwichtsconstante voor de vorming van een complexe verbinding in een oplossing. Het is een manier om de stabiliteit van deze complexen van overgangsmetaalionen te meten. Zoals of alle andere evenwichtsconstanten, zijn stabiliteitsconstanten ook temperatuurafhankelijk. De definitie voor stabiliteitsconstante kan worden gegeven als "de constante voor een evenwicht dat bestaat tussen een overgangsmetaalion omgeven door waterliganden en het complex dat wordt gevormd wanneer sommige overgangsmetaalionen ligandsubstitutiereacties ondergaan". het symbool voor stabiliteitsconstante is KstabGewoonlijk worden de liganden stapsgewijs gesubstitueerd. Deze stappen krijgen stapsgewijze stabiliteitsconstanten. De stabiliteitsconstante voor het totale proces kan echter ook worden gegeven. Het is de algemene stabiliteitsconstante. Het belangrijkste verschil tussen stapsgewijze en algehele stabiliteitsconstanten is dat de waarden van stapsgewijze stabiliteitsconstanten lager zijn dan de algehele stabiliteitsconstante van dezelfde reactie, terwijl de algehele stabiliteitsconstante altijd een hogere waarde heeft dan elke stapsgewijze stabiliteitsconstante.
Wat zijn stapsgewijze stabiliteitsconstanten?
Stapsgewijze stabiliteitsconstanten zijn evenwichtsconstanten die voor elke stap van het proces van ligandsubstitutie worden gegeven. Wanneer een overgangsmetaalioncomplex waterliganden heeft die het metaalion omringen, vindt de ligandsubstitutie plaats als een stapsgewijs proces. Daar wordt slechts één watermolecuul vervangen door het ligand dat bij de substitutie betrokken is. Laten we een voorbeeld bekijken om dit proces te begrijpen.
Voorbeeld
Neem als voorbeeld substitutie van ammoniakliganden.
De chemische formule van hexaaquacopper(II)-ion wordt gegeven als [Cu(H2O)6] 2+. De zes waterliganden kunnen worden vervangen door ammoniakliganden (NH3). Eén waterligand wordt per keer vervangen door één ammoniakligand.
[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
Figuur 01: Een 3D-diagram van een hexaaquacopper(II)-ion.
De stabiliteitsconstante voor de eerste substitutie wordt gegeven als K1. Voor de tweede vervanging is het k2 en vice versa. Voor elk evenwicht hierboven kunnen uitdrukkingen worden afgeleid zoals hieronder.
Voor de eerste vervanging, K1={[Cu(NH3)(H2O)5]2+} / {[Cu(H2O)6] 2+} {NH3}
Waarin, {[Cu(NH3)(H2O)5]2+}, {[Cu(H2O)6] 2+} en {NH3} zijn concentraties van elke chemische stof tussen haakjes. Uitdrukkingen zoals hierboven kunnen ook worden geschreven voor andere stapsgewijze stabiliteitsconstanten (K2, K3, K4, K5 en K6).
Wat zijn algemene stabiliteitsconstanten?
De algehele stabiliteitsconstante is de evenwichtsconstante van de algehele reactie. Voor de bovenstaande reactie kan de algehele stabiliteitsconstante worden gegeven zoals hieronder.
[Cu(H2O)6]2+ + NH 3↔ [Cu(NH3)6]2+
Daarom is de algehele stabiliteitsconstante de evenwichtsconstante voor het evenwicht tussen het overgangsmetaalion omgeven door waterliganden en het overgangsmetaalion omgeven door gesubstitueerde liganden. Dan kan de uitdrukking voor de algehele stabiliteitsconstante worden afgeleid zoals hieronder.
Algemeen Kstab={[Cu(NH3)6] 2+} / {[Cu(H2O)6]2+ }{NH3}
Wat is de relatie tussen stapsgewijze en algehele stabiliteitsconstanten?
De algehele stabiliteitsconstante kan worden verkregen door alle stapsgewijze stabiliteitsconstanten met elkaar te vermenigvuldigen. Voor bovenstaand voorbeeld, Algemeen Kstab=K1K2K3K4K5K6
Wat is het verschil tussen stapsgewijze en algehele stabiliteitsconstanten?
Stapsgewijze vs algemene stabiliteitsconstanten |
|
| Stapsgewijze stabiliteitsconstanten zijn evenwichtsconstanten die worden gegeven voor elke stap van het proces van ligandsubstitutie. | De algehele stabiliteitsconstante is de evenwichtsconstante van de algehele reactie. |
| Natuur | |
| De stapsgewijze stabiliteitsconstanten worden gegeven voor stappen van een substitutiereactie die plaatsvindt in een overgangsmetaalioncomplex. | De algehele stabiliteitsconstante wordt gegeven voor de hele substitutiereactie die plaatsvindt in een overgangsmetaalioncomplex. |
| Waarde | |
| De waarden van stapsgewijze stabiliteitsconstanten zijn lager dan de algehele stabiliteitsconstante van dezelfde reactie. | De algehele stabiliteitsconstante heeft altijd een hogere waarde dan elke stapsgewijze stabiliteitsconstante. |
Samenvatting – Stapsgewijze vs algemene stabiliteitsconstanten
De stapsgewijze stabiliteitsconstante en de algehele stabiliteitsconstante zijn evenwichtsconstanten gegeven voor overgangsmetaalcomplexen in oplossingen. Het verschil tussen stapsgewijze en algehele stabiliteitsconstanten is dat de waarden van stapsgewijze stabiliteitsconstanten lager zijn dan de algehele stabiliteitsconstante van dezelfde reactie, terwijl de algehele stabiliteitsconstante altijd een hogere waarde heeft dan elke stapsgewijze stabiliteitsconstante.
Download de PDF-versie van Stepwise vs Overall Stability Constants
U kunt de PDF-versie van dit artikel downloaden en gebruiken voor offline doeleinden volgens de citatienota. Download de PDF-versie hier: Verschil tussen stapsgewijze en algehele stabiliteitsconstanten
