2009 01 02 1807

C W vnl 4*.-n $ I. IXiłTv    W.rwwj 2iQ7

ISBN v?l-*V$M5J2*K1.' C by W r*N 20*0

338

13.

Metale i pólmetale w hydrosferze

Możliwą reakcję między jonami ołowiu i częścią cząsteczki MU opisuje następujące równanie; chelat utworzony z ugrupowaniem salicylanowym jest trwałym pierścieniem sześcioczłonowym:

(13.7)

Cząsteczki wody hydratacyjnej pominięto dla uproszczenia.

Stała tworzenia, K,_w, tego kompleksu w^rynosi w przybliżeniu !</’. W sytuacjach naturalnych liczne czynniki wpływają na stopień komplcksowania:

•    Charakter jonu metalicznego. Ze względu na fakt. że w wiązaniu mogą uczestniczyć zarówno siły jonowe, jak i kowalencyjne, różne właściwości metalu wpływają na trwałość kompleksu, o czym przekonaliśmy się już wcześniej. Najważniejszymi spośród nich są indeksy jonowe — stąd też jony trójwartościowe, jak Al¹*, wykazują skłonność do tworzenia silnych wiązań, natomiast jony jednowartościowe. jak Na⁺ i K . są słabo związane. Zdolność do tworzenia wiązań kowalencyjnych określają indeksy kowalencyjne. Metale ziem alkalicznych Ca’* i Mg²* reagują w znacznie mniejszym stopniu niż jony dwuwartościowych metali grupy pośredniej, takich jak Cu ’ lub Pb²'. co wiąże się z ich niezdolnością do tworzenia wiązań kowalencyjnych.

•    Wartość pH otaczającego roztworu. Mała wartość pH roztworu oznacza konkurowanie jonów oksoniowych (H*0*) do centrów w grupach funkcyjnych, które reagują z metalami, i zmniejszenie ich tendencji do tworzenia kompleksu. Na przykład glin w wodzie występującej w porach gleb kwaśnych jest obecny w postaci akwakom-plcksu, częściowo zdeprotonowanego zależnie od pH. Z drugiej zaś strony, gdy woda ma odczyn prawie obojętny, wówczas jony metali raczej ulegają kompleksowaniu (zwykle przez rozpuszczony MH). Zmiany konformacyjne występujące przy niskim pH mogą dodatkowo utrudniać reakcję z metalami.

•    Siła jonowa. Zdolność materiału huminowego do reagowania z metalami przejściowymi zmienia się odwrotnie do zmian siły jonowej roztworu. Istnieją dwie tego przyczyny: konkurowanie do centrów ligandu przez kationy (szczególnie kationy ziem alkalicznych), które wnoszą swój wkład w zwiększoną siłę jonową, oraz dostępność anionów (takich jak Cl”, SOj^- i IłCOJ), które reagują z metalami i w ten sposób utrudniają reakcje metal-humian.

•    Dostępność grup funkcyjnych. Zależy ona zarówno od stężenia, jak i charakteru materiału huminowego. Określenia maksymalnej zdolności kompleksującej można dokonać, przyjmując, że metale reagują w stosunku 1:1 z huminowymi grupami funkcyjnymi.

Ocena stopnia tworzenia kompleksów' między poszczególnymi metalami a kwasami huminowymi jest trudna, ponieważ materiały huminowc zawierają zróżnicowany zbiór grup funkcyjnych, który zmienia się w zależności od źródła ich pochodzenia. Niemniej jednak wyznaczono stale trwałości takich kompleksów i są one użyteczne w półilościo-wym szacowaniu prawdopodobieństwa powstania kompleksu w określonych w-arunkach.