穩定常數

穩定常數

穩定常數指絡合平衡的平衡常數。通常指絡合物的累積穩定常數,用K穩表示。例如:對具有相同配位體數目的同類型絡合物來說,K穩值愈大,絡合物愈穩定。配合物的穩定性,可以用生成配合物的平衡常數來表示。K穩值越大,表示形成配離子的傾向越大,此配合物越穩定。所以配離子的生成常數又稱為穩定常數。

基本介紹

  • 中文名:穩定常數
  • 外文名:stability constant
  • 含義:絡合平衡的平衡常數
  • 表示:K穩
  • 定義:配合物在溶液中的生成與離解
常數,酸鹼度,沉澱反應,配合物常數,逐級穩定常數,

常數

穩定常數
配合物在溶液中的生成與離解,與多元酸、鹼相似,也是分級進行的,而且各級離解或生成常數也不一樣。例如,Cu2+與NH3逐步配合過程中的分步穩定常數(30℃)分別為:
K1,K2,K3,K4稱為逐級穩定常數。由上可見,配合物的逐級穩定常數隨著配位數的增加而下降。一般認為,隨著配位體數目增多,配位體之間的排斥作用加大,故其穩定性下降。
配合物的逐級穩定常數和穩定常數間有下述關係:
K= K1·K2·K3·K4…Kh
對[Cu(NH3)4]2+來說,其穩定性k 為:
K= K1·K2·K3·K4
K=(1.41×104)(3.17×103)(7.76×102)(1.39×102)=4.8×1012
不穩定常數
在水溶液中,[Ag(NH.3)2]+是穩定的,不過像其他弱電解質一樣也有少數[Ag(NH.3)2]+發生離解,可用下式表示:
則平衡常數表達式為:
K不穩值愈大,表示配離子離解愈多,故稱K不穩為配離子的不穩定常數。
K穩和K不穩互成倒數:

酸鹼度

金屬離子Mn+和配位體A-生成配離子MA(n-x)+x,在水溶液中存在如下平衡:
根據平衡移動原理,改變Mn+或A-的濃度,會使上述平衡發生移動。若在上述溶液中加入某種試劑使Mn+生成難溶化合物,或者改變Mn+的氧化狀態,都會使平衡向左移動。若改變溶液的酸度使A-生成難離解的弱酸,也可使平衡向左移動。
配合平衡同樣是一種相對的平衡狀態,它同溶液的PH值、沉澱反應、氧化還原反應等都有密切的關係。
(一)與酸度的關係
根據酸鹼質子理論,所有的配位體都可以看作是一種鹼。因此,在增加溶液中的H+濃度時,由於配位體同H+結合成弱酸面使配合平衡向右移動,配離子平衡遭到破壞,這種現象稱為酸效應,例如:
配位體的鹼性愈強,溶液的PH值愈小,配離子愈易被破壞。
金屬離子在水中,都會有不同程度的水解作用。溶液的PH值愈大,愈有利於水解的進行。例如:Fe3+在鹼性介質中容易發生水解反應,溶液的鹼性愈強,水解愈徹底(生成Fe(OH)3沉澱)。
因此,在鹼性介質中,由於Fe3+水解成難溶的Fe(OH)3沉澱而使平衡向右移動,因而[FeF6]3-遭到破壞,這種現象稱為金屬離子的水解效應。

沉澱反應

(二)與沉澱反應的關係 當向含有氯化銀沉澱的溶液中加入氨水時,沉澱即溶解。  當在上述溶液中加入溴化鈉溶液時,又有淡黃色的沉澱生成。
由於AgBr的溶解度比AgCL的溶解度小得多,因而Br-=爭奪Ag+的能力比CL-的大,所以能產生AgBr沉澱而不能產生AgCL沉澱。沉澱劑與金屬離子生成沉澱的溶解度愈小,愈能使配離子破壞而生成沉澱。

配合物常數

金屬離子 配位體    配位體數目n lgβn
Ag+ NH3 1,2 3.24,7.05
Au3+ 4 10.3
Cd2+ 1,2,3,4,5,6 2.65,4.75,6.19,7.12,6.80,5.14
Co2+ 1,2,3,4,5,6 2.11,3.74,4.79,5.55,5.73,5.11
Co3+ 1,2,3,4,5,6 6.7,14.0,20.1,25.7,30.8,35.2
Cu+ 1,2 5.93,10.86
Cu2+ 1,2,3,4,5 4.31,7.98,11.02,13.32,12.86
Fe2+ 1 1.17
Fe3+ 2 9.8
Hg2+ 1,2,3,4 6.74,13.22,14.07,15.07
In3+ 1,2,3,4 1.62,2.44,1.70,1.60
Pb2+ 1,2,3 1.42,2.23,3.23
Pd2+ 1,2,3,4 6.1,10.7,13.1,15.7
Pt2+ 2,3,4 11.5,14.5,16.0
Sb3+ 1,2,3,4 2.26,3.49,4.18,4.72
Sn2+ 1,2,3,4 1.51,2.24,2.03,1.48
Tl3+ 1,2,3,4 8.14,13.60,15.78,18.00
Th4+ 1,2 1.38,0.38
Zn2+ 1,2,3,4 0.43,0.61,0.53,0.20
Zr4+ 1,2,3,4 0.9,1.3,1.5,1.2
CN- Ag+ 2,3,4 21.1,21.7,20.6
Au+ 2 38.3
Cd2+ 1,2,3,4 5.48,10.60,15.23,18.78
Cu+ 2,3,4 24.0,28.59,30.30
Fe2+ 6 35.0
Fe3+ 6 42.0
Hg2+ 4 41.4
Ni2+ 4 31.3
Zn2+ 1,2,3,4 5.3,11.70,16.70,21.60
F- Al3+ 1,2,3,4,5,6 6.11,11.12,15.00,18.00,19.40,19.80
Be2+ 1,2,3,4 4.99,8.80,11.60,13.10
Bi3+ 1 1.42
Co2+ 1 0.4
Cr3+ 1,2,3 4.36,8.70,11.20
Cu2+ 1 0.9
Fe2+ 1 0.8
Fe3+ 1,2,3,5 5.28,9.30,12.06,15.77
Ga3+ 1,2,3 4.49,8.00,10.50
Hf4+ 1,2,3,4,5,6 9.0,16.5,23.1,28.8,34.0,38.0
Hg2+ 1 1.03
In3+ 1,2,3,4 3.70,6.40,8.60,9.80
Mg2+ 1 1.30
Mn2+ 1 5.48
Ni2+ 1 0.50
Pb2+ 1,2 1.44,2.54
Sb3+ 1,2,3,4 3.0,5.7,8.3,10.9
Sn2+ 1,2,3 4.08,6.68,9.50
Th4+ 1,2,3,4 8.44,15.08,19.80,23.20
TiO2+ 1,2,3,4 5.4,9.8,13.7,18.0
Zn2+ 1 0.78
Zr4+ 1,2,3,4,5,6 9.4,17.2,23.7,29.5,33.5,38.3
I- Ag+ 1,2,3 6.58,11.74,13.68
Bi3+ 1,4,5,6 3.63,14.95,16.80,18.80
Cd2+ 1,2,3,4 2.10,3.43,4.49,5.41
Cu+ 2 8.85
Fe3+ 1 1.88
Hg2+ 1,2,3,4 12.87,23.82,27.60,29.83
Pb2+ 1,2,3,4 2.00,3.15,3.92,4.47
Pd2+ 4 24.5
Tl+ 1,2,3 0.72,0.90,1.08
Tl3+ 1,2,3,4 11.41,20.88,27.60,31.82
OH- Ag+ 1,2 2.0,3.99
Al3+ 1,4 9.27,33.03
As3+ 1,2,3,4 14.33,18.73,20.60,21.20
Be2+ 1,2,3 9.7,14.0,15.2
Bi3+ 1,2,4 12.7,15.8,35.2
Ca2+ 1 1.3
Cd2+ 1,2,3,4 4.17,8.33,9.02,8.62
Ce3+ 1 4.6
Ce4+ 1,2 13.28,26.46
Co2+ 1,2,3,4 4.3,8.4,9.7,10.2
Cr3+ 1,2,4 10.1,17.8,29.9
Cu2+ 1,2,3,4 7.0,13.68,17.00,18.5
Fe2+ 1,2,3,4 5.56,9.77,9.67,8.58
Fe3+ 1,2,3 11.87,21.17,29.67
Hg2+ 1,2,3 10.6,21.8,20.9
In3+ 1,2,3,4 10.0,20.2,29.6,38.9
Mg2+ 1 2.58
Mn2+ 1,3 3.9,8.3
Ni2+ 1,2,3 4.97,8.55,11.33
Pa4+ 1,2,3,4 14.04,27.84,40.7,51.4
Pb2+ 1,2,3 7.82,10.85,14.58
Pd2+ 1,2 13.0,25.8
Sb3+ 2,3,4 24.3,36.7,38.3
Sc3+ 1 8.9
Sn2+ 1 10.4
Th3+ 1,2 12.86,25.37
Ti3+ 1 12.71
Zn2+ 1,2,3,4 4.40,11.30,14.14,17.66
Zr4+ 1,2,3,4 14.3,28.3,41.9,55.3

逐級穩定常數

也叫逐級生成常數,用β1,β2······等來表示。所有逐級穩定常數的乘積即穩定常數。用式子表達為
K穩=βn

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