2009 01 023357

G W v.til $. I. IXil'ty (Am(f voAr»nU \ttr- -ISBN 9?*4>4M5324'.1.0 by W PW SHi?

244    9. Hydrosfera

Ciekła woda — kompleksowanie

..Swobodne jony” w wodzie, zarówno kationy, jak i aniony, są w rzeczywistości jonami uwodnionymi i są określane mianem akwakomplcksów. Skoordynowane cząsteczki wody są utrzymywane połączonymi siłami elektrostatycznymi i kowalencyjnymi, zależnie od właściwości substancji chemicznych, z którymi są związane.

W większości wód naturalnych występuje wiele rozmaitych substancji chemicznych, które mogą działać jako Ugandy, wypierające cząsteczki wody i tworzące nowy kompleks z jonem. Sugeruje to, że wiązanie między jonem i innym ligandem jest bardziej trwałe niż pierwotne z cząsteczkami wody. W wielu przypadkach jon centralny w kompleksie jest skoordynowany przez jeden lub więcej nieorganicznych lub organicznych ligandów. Potencjalnie w wodach naturalnych w charakterze czynników' komplcksujących występować może wiele substancji, np. chlorki, siarczany(VI), niewielkie cząsteczki organiczne zawierające grupy aminowe lub też duże cząsteczki organiczne z kilkoma centrami zdolnymi do tworzenia wiązań. Tworzenie kompleksów stanowi bardzo istotną właściwość chemii wodnych roztworów' jonów metali.

Trwałość kompleksów wyraża się za pomocą stałych trwałości, zwanych też stałymi tworzenia. Wyróżnia się dwa rodzaje takich stałych, które przedstawimy na ogólnym przykładzie. W tym przykładzie M oznacza jon metalu, natomiast L jest określonym ligandem. W celu uproszczenia zapisu pominięto ładunki jonu i ligandu. Załóżmy teraz. że jon metalu może skoordynować cztery cząsteczki ligandu. TWorzenic kompleksu przebiega stopniowo, a każdy etap ma odpowiednią stałą trwałości K, :

M + L — ML	K\ = IML]/(IM)[L1)	(9.1)
ML + L ^ MU	K? = [MU]/([ML][L])	(9.2)
MU + L ;± ML,	K; = [ML,]/t[ML2][L])	(9.3)
ML, + L ^ MU	Ka = |MU)/((ML3][L])	(9.4)

Każda z wartości K, jest stopniową stałą tworzenia kompleksu. Sumaryczną reakcję opisuje sumaryczna (całkowita) stała tworzenia tego kompleksu o symbolu

M + 4 L ^ MU Ai = IMUl/dMHLI⁴)    (9.5)

Sumaryczna stała tworzenia kompleksu jest powiązana z odpowiednimi stałymi stopniowymi następującą zależnością:

Pa =    - K₂ ■ K3 ■ Ki    (9.6)

W przypadku ogólnym, gdy liczba związanych przez jon metalu ligandów wynosi n. otrzymujemy

fin = *. ■ K₂ Ki...- K„    (9.7)

Wielokrotnie już. powtarzaliśmy, żc przedstawione reakcje sugerują tworzenie się serii kompleksów z udziałem ligandów i wolnych, czyli nieskompleksowanych jonów metalu. W rzeczywistości, jak wspomnieliśmy, tzw. jon nieskomplcksowany jest obecny niezmiennie w postaci akwakompleksu i dodanie ligandu do roztworu prowadzi do zastąpienia cząsteczki wody przez nowy ligand.