O existenci komplexních sloučenin ví snad každý, kdo je obeznámen se školní chemií a kdo se o ni byť jen trochu zajímal. Jedná se o velmi zajímavé sloučeniny s širokým uplatněním. Pokud jste o takovém konceptu neslyšeli, tak níže vám vše vysvětlíme. Ale začněme historií objevu tohoto poněkud neobvyklého a zajímavého typu chemických sloučenin.
Historie
Komplexní soli byly známy ještě před objevením teorie a mechanismů, které umožňují jejich existenci. Byly pojmenovány po chemikovi, který tu či onu sloučeninu objevil, a neexistovaly pro ně žádné systematické názvy. A proto nebylo možné ze vzorce látky pochopit, jaké vlastnosti má.
To pokračovalo až do roku 1893, dokud švýcarský chemik Alfred Werner nenavrhl svou teorii, za kterou o 20 let později obdržel Nobelovu cenu za chemii. Je zajímavé, že svá studia prováděl pouze interpretací různých chemických reakcí, do kterých vstupovaly určité komplexní sloučeniny. Výzkum byl proveden již dříveobjev elektronu Thompsonem v roce 1896 a po této události, o desítky let později, byla teorie doplněna, v mnohem modernější a komplikovanější podobě se dostala až do našich dnů a je aktivně využívána ve vědě k popisu jevů, ke kterým dochází během chemické transformace zahrnující komplexy.
Než tedy přistoupíme k popisu toho, co je konstanta nestability, pojďme pochopit teorii, o které jsme hovořili výše.
Teorie komplexních sloučenin
Werner ve své původní verzi koordinační teorie formuloval řadu postulátů, které tvořily její základ:
- V jakékoli koordinační (komplexní) sloučenině musí být přítomen centrální iont. Zpravidla se jedná o atom d-prvku, méně často - některé atomy p-prvků az s-prvků může v této funkci působit pouze Li.
- Centrální iont spolu s přidruženými ligandy (nabité nebo neutrální částice, jako je voda nebo anion chloru) tvoří vnitřní sféru komplexní sloučeniny. V roztoku se chová jako jeden velký iont.
- Vnější koule se skládá z iontů opačného znaménka než náboj vnitřní koule. To znamená, že například pro záporně nabitou kouli [CrCl6]3- mohou být ionty vnější koule kovové ionty: Fe 3 +, Ni3+ atd.
Nyní, pokud je s teorií vše jasné, můžeme přejít k chemickým vlastnostem komplexních sloučenin a jejich odlišnostem od běžných solí.
Chemické vlastnosti
V roztoku se komplexní sloučeniny rozkládají na ionty, respektive na vnitřní a vnější koule. Můžeme říci, že se chovají jako silné elektrolyty.
Vnitřní koule se navíc může rozpadnout na ionty, ale k tomu je potřeba poměrně hodně energie.
Vnější sféra v komplexních sloučeninách může být nahrazena jinými ionty. Například pokud byl ve vnější kouli iont chloru a v roztoku je také přítomen ion, který spolu s vnitřní koulí vytvoří nerozpustnou sloučeninu, nebo pokud je v roztoku kation, který poskytne nerozpustná sloučenina s chlórem, dojde k substituční reakci vnější sféry.
A teď, než přistoupíme k definici toho, co je konstanta nestability, pojďme si promluvit o jevu, který s tímto pojmem přímo souvisí.
Elektrolytická disociace
Toto slovo pravděpodobně znáte ze školy. Pojďme si však tento pojem definovat. Disociace je rozpad molekul rozpuštěné látky na ionty v rozpouštědlovém médiu. Je to způsobeno tvorbou dostatečně pevných vazeb molekul rozpouštědla s ionty rozpuštěné látky. Například voda má dva opačně nabité konce a některé molekuly jsou přitahovány záporným koncem ke kationtům a jiné kladným koncem k aniontům. Tak vznikají hydráty – ionty obklopené molekulami vody. Ve skutečnosti je to podstata elektrolytudisociace.
Teď vlastně zpět k hlavnímu tématu našeho článku. Jaká je konstanta nestability komplexních sloučenin? Vše je poměrně jednoduché a v další části tento koncept podrobně a podrobně rozebereme.
Konstanta nestability komplexních sloučenin
Tento indikátor je ve skutečnosti přímým opakem konstanty stability komplexů. Začněme proto tím.
Pokud jste slyšeli o rovnovážné konstantě reakce, snadno pochopíte níže uvedený materiál. Ale pokud ne, nyní si krátce povíme o tomto ukazateli. Rovnovážná konstanta je definována jako poměr koncentrace reakčních produktů umocněných na mocninu jejich stechiometrických koeficientů k výchozím látkám, ve kterých jsou koeficienty v reakční rovnici uvažovány stejným způsobem. Ukazuje, jakým směrem se bude reakce převážně ubírat při té či oné koncentraci výchozích látek a produktů.
Proč jsme ale najednou začali mluvit o rovnovážné konstantě? Ve skutečnosti jsou konstanta nestability a konstanta stability ve skutečnosti rovnovážné konstanty reakcí destrukce a tvorby vnitřní sféry komplexu. Spojení mezi nimi je určeno velmi jednoduše: Kn=1/Kst.
Abyste látce lépe porozuměli, uveďme si příklad. Vezměme komplexní anion [Ag(NO2)2]- a napište rovnici pro jeho rozpadová reakce:
[Ag(NO2)2]-=> Ag + + 2NO2-.
Konstanta nestability komplexního iontu této sloučeniny je 1,310-3. To znamená, že je dostatečně stabilní, ale stále ne do takové míry, aby byl považován za velmi stabilní. Čím větší je stabilita komplexního iontu v rozpouštědlovém médiu, tím nižší je konstanta nestability. Jeho vzorec lze vyjádřit pomocí koncentrací výchozích a reagujících látek:]2/[Ag(NO2) 2] -].
Nyní, když jsme se zabývali základním konceptem, stojí za to uvést nějaké údaje o různých sloučeninách. Názvy chemikálií jsou zapsány v levém sloupci a konstanta nestability komplexních sloučenin je zapsána v pravém sloupci.
Tabulka
| Látka | Konstanta nestability |
| [Ag(NO2)2]- | 1,310-3 |
| [Ag(NH3)2]+ | 6,8×10-8 |
| [Ag(CN)2]- | 1×10-21 |
| [CuCl4]2- | 210-4 |
Podrobnější údaje o všech známých sloučeninách jsou uvedeny ve speciálních tabulkách v referenčních knihách. V každém případě je nepravděpodobné, že by vám konstanta nestability komplexních sloučenin, jejichž tabulka pro několik sloučenin je uvedena výše, moc nepomohla bez použití příručky.
Závěr
Poté, co jsme přišli na to, jak vypočítat konstantu nestability,zbývá jen jedna otázka – proč je to všechno potřeba.
Hlavním účelem této veličiny je určit stabilitu komplexního iontu. To znamená, že můžeme předpovídat stabilitu v roztoku konkrétní sloučeniny. To velmi pomáhá ve všech oblastech, tak či onak spojených s používáním komplexních látek. Hodně štěstí při učení chemie!
