Back to chapter

16.12:

Kompleks İyonların Oluşumu

JoVE Core
Chemistry
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Chemistry
Formation of Complex Ions

Languages

Share

Metal iyonları her zaman sulu çözeltilerde hidratlanır. Su molekülleri, Lewis bazları olarak hareket eder ve yalnız elektron çiftlerini Lewis asitleri gibi davranan metal iyonlarıyla paylaşır. Sudan daha güçlü bir Lewis bazı eklendiğinde, su moleküllerinin yerini alır ve merkezi metal iyonunu sararak karmaşık bir iyon oluşturur.Lewis bazı olarak hareket eden molekül veya iyona ligand denir. Heksammin kobalt klorürde, heksammin kobalt, 6 amonyak molekülünün merkezi kobalt iyonunu oktahedral olarak çevreleyen ligandlar oluşturduğu olduğu karmaşık bir iyondur. Geçiş metali iyonları, paylaşılan elektronları barındırmak için yüksek bir yük yoğunluğuna ve boş d orbitallerine sahip olduklarından, özellikle karmaşık iyonlar oluşturmaya eğilimlidirler.Metal iyonu ile ligand arasındaki reaksiyon için denge sabiti oluşum sabiti, Kf, olarak adlandırılır. Kf değeri ne kadar büyükse, kompleks iyon o kadar kararlıdır. Bu tür stabil kompleks iyonların oluşturulması, çoğu zaman idareli bir şekilde çözünür metal tuzlarının çözünürlüğünü arttırır.Sulu iyonlar ve çözülmemiş katı dengesi içinde çözelti içinde bulunan gümüş sülfidi düşünün. Sodyum siyanür çözeltisine gümüş sülfür eklenirse, gümüş iyonları siyanür ile birleşerek kompleks iyon disiyanoargentatı oluşturur. Bir litre 0, 90 molar sodyum siyanür çözeltisine 0, 20 mol gümüş sülfit eklenirse, gümüş iyonlarının denge konsantrasyonu x, bir ICE tablosundan hesaplanabilir.Gümüş, siyanür ve disiyanoargentat iyonlarının başlangıç konsantrasyonları sırasıyla 0, 20 molar, 0, 90 molar ve 0’dır. Yüksek Kf ve gümüş iyonlarına kıyasla çok daha yüksek iyanür konsantrasyonu nedeniyle, esasen tüm gümüş iyonları disiyanoarentat iyonlarına dönüştürülür. Bir sulu gümüş iyonu, disiyanoargentat oluşturmak için 2 siyanür iyonuyla reaksiyona girer.Bu nedenle, siyanür iyonlarının molar konsantrasyonundaki değişiklik 2 kat 0, 20 veya 0, 40 molar olacaktır. Bu nedenle, dengede disiyanoargentat iyonlarının konsantrasyonunun başlangıçtaki gümüş konsantrasyonu ile aynı olduğu varsayılabilirken, siyanür iyonu konsantrasyonu 0, 90 eksi 0, 40 molar veya 0, 50 molar olacaktır. Bu değerlerin Kf ifadesine yerleştirilmesi, 0, 2 molar bölü x çarpı 0, 5’in karesini verir.İfade x için çözüldüğünde, ortaya çıkan konsantrasyon 8, 0×10⁻²² molar olur. Gümüş iyonlarının çok küçük denge konsantrasyonu, kompleks iyonların oluşumunun çözeltideki serbest gümüş iyonlarını tükettiğini gösterir. Bu, gümüş sülfür çözünürlük dengesini iyonlara doğru yönlendirerek daha fazla katının çözünmesini sağlar.

16.12:

Kompleks İyonların Oluşumu

Bir Lewis asit-baz kimyasının türü, ligand adı verilen iyonlar veya moleküllerle çevrili bir merkezi atom, tipik olarak bir geçiş metali katyonu içeren karmaşık bir iyonun (veya bir koordinasyon kompleksi) oluşumunu içerir. Bu ligandlar, H2O veya NH3 gibi nötr moleküller veya CN ya da OH gibi iyonlar olabilir. Genellikle ligandlar, merkezi atoma bir çift elektron veren Lewis bazları gibi davranırlar. Bu tür Lewis asit-baz reaksiyonları, bu metindeki başka bir bölümün konusu olan koordinasyon kimyası adı verilen geniş bir alt disiplinin örnekleridir.

Bir koordinasyon kompleksi oluşturmak üzere bir metal iyonunun bir veya daha fazla ligandla reaksiyonu için denge sabiti, oluşum sabiti (Kf) olarak adlandırılır (bazen a kararlılık sabiti olarak adlandırılır). Örneğin, kompleks iyon [Cu(CN)2] reaksiyonla üretilir

Bu reaksiyon için oluşum sabiti şu şekildedir

Alternatif olarak, ters reaksiyon (kompleks iyonun ayrışması) düşünülebilir, bu durumda denge sabiti, bir ayrışma sabitidir (Kd). Tarif edilen çift taraflı reaksiyonlar için denge sabitleri arasındaki ilişkiye göre, ayrışma sabiti, oluşum sabitinin matematiksel tersidir, Kd = Kf−1.

Kompleks iyon oluşumuyla çözünmeye bir örnek olarak, bir gümüş klorür ve su karışımına sulu amonyak eklendiğinde ne olacağını düşünün. Gümüş klorür suda hafifçe çözünür ve küçük bir Ag+ ([Ag+] = 1,3 × 10−5 M) konsantrasyonu verir:

Fakat NH3 suda mevcutsa [Ag(NH3)2]+ kompleks iyonu şu denkleme göre oluşabilir:

Bu metin bu kaynaktan uyarlanmıştır: Openstax, Chemistry 2e, Section 15.2: Lewis Acids and Bases.

Suggested Reading

  1. Xie, Feng, and David B. Dreisinger. "Leaching of silver sulfide with ferricyanide–cyanide solution." Hydrometallurgy 88, no. 1-4 (2007): 98-108.
  2. Glueck, A. R. "Desalination by an ion exchange-precipitation-complex process." Desalination 4, no. 1 (1968): 32-37.
  3. Shakhashiri, Bassam Z., Glen E. Dirreen, and Fred Juergens. "Solubility and complex ion equilibria of silver (I) species in aqueous solution." Journal of Chemical Education 57, no. 11 (1980): 813.