配位化合物的稳定常数 ★★★ → 稳定常数和不稳定常数

  
在配合物中,配离子与外界离子以离子键结合,在水溶液中能完全电离,产生配离子和外界离子,外界离子很容易被检出。而配离子中的中心离子与配体之间是以配位键结合,在水溶液中很少离解。例如在CuSO溶液中加入氨水,外界离子仍为SO,加入BaCl溶液便可得到BaSO沉淀,配离子部分为[Cu(NH)]离子,加入稀NaOH不见有Cu(OH)沉淀生成,但加入NaS时则有黑色CuS沉淀生成,这说明溶液中确有Cu离子存在。换句话说,Cu离子并没有完全被配合。可以认为,溶液中既存在Cu离子和NH分子的配合反应,又存在[Cu(NH)]的离解反应,配合反应和离解反应最后达到平衡,这种平衡可称为配合平衡:Cu+4NH[Cu(NH)]
  依据化学平衡的一般原理,其标准平衡常数表达式为:
         
  此平衡常数越大,说明生成配离子的倾向越大,而离解的倾向就越小,即配离子越稳定,所以也把它叫做[Cu(NH)]的标准稳定常数(stability constant)。一般用或lg表示。稳定常数的大小,直接反映了配离子稳定性的大小。例如[Ag(NH)]和[Ag(CN)]分别为1.1×10和1.2×10,可见后者比前者稳定得多。事实正是这样,如前所述,加碘化钾于
[Ag(NH)]溶液中,可因生成碘化银的沉淀而破坏[Ag(NH)]离子,但在同样条件下却不能破坏[Ag(CN)]离子,这一点可通过计算得到证明。
  [例7-1] 比较在0.10mol·L[Ag(NH)]溶液中含有1.0mol·L的氨水和在0.10mol·L
[Ag(CN)]溶液中含有1.0mol·L的CN离子时,溶液中的Ag离子浓度。(=1.1×10=1.2×10
  解:第一步先求[Ag(NH)]和氨水的混合溶液中的Ag离子浓度
  设[Ag]=x,根据配合平衡,有如下关系:
  Ag + 2NH [Ag(NH)]
  x  1.0+2x    0.10-x
  NH过量时离解受到抑制,此时0.10-x≈0.10,1.0+2x≈1.0。
  
  解得 x =9.1×10mol·L,即[Ag]=9.1×10mol·L
  第二步计算[Ag(CN)]和CN混合溶液中的Ag离子浓度。
  设[Ag]=y,与上面的计算相似
  Ag + 2CN  [Ag(CN)]
  y  1.0+2y  0.10-y
  
  解得 y=7.7×10mol·L,即[Ag]=7.7×10mol·L
  计算结果表明,在水溶液中[Ag(CN)]比[Ag(NH)]离子更难离解,即[Ag(CN)]更稳定。
  如果在上述混合溶液中含有0.1mol·L的I离子,由于AgI的溶度积=8.3×10,所以在[Ag(NH)]的溶液中会产生AgI的沉淀(0.10×9.1×10>8.3×10),而在[Ag(CN)]溶液中不会产生AgI的沉淀(0.10×7.7×10<8.3×10)。
  应当着重指出,在用比较配离子的稳定性时,配离子类型必须相同才能比较,否则会出错误。例如[CuY]和[Cu(en)]分别为6.2×10和1.0×10,表面看来,似乎后者比前者稳定,事实恰好相反,这是因为它们虽然都是螯合物,但前者是1∶1型,后者是1∶2型。对于不同类型的配离子,不能直接用比较,只能通过计算结果来比较它们的稳定性。
  除了可用表示配离子的稳定性以外,早期的教科书或文献中,也常用不稳定常数表示。如配离子[Cu(NH)]在水中的离解平衡为:[Cu(NH)]Cu + 4NH
  其平衡常数表达式为:
这个平衡常数叫[Cu(NH)]离子的离解常数或不稳定常数,因为它越大则表示配离子越容易离解,即越不稳定。
  很明显,之间存在如下关系:
  使用时必须注意,不要混淆