Константа стійкості комплексу

Константа стійкості комплексу, константа комплексоутворення — константа рівноваги реакції утворення комплексної частинки.

Визначення

Для реакції приєднання молекул ліганда до вільного іона металу

$\mathrm{M}+n\mathrm{L}\rightleftarrows \mathrm{M}\mathrm{L}{\phantom{A}}_n$

константа стійкості комплексу має вигляд:

$\mathrm{\beta }{\phantom{A}}_{𝑛}=\frac{[\mathrm{M}\mathrm{L}{\phantom{A}}_n]}{[\mathrm{M}][\mathrm{L}]{\phantom{A}}^n}$,

де $[\mathrm{M}]$ — рівноважна концентрація вільних іонів металу;

$[\mathrm{L}]$ — рівноважна концентрація вільного ліганду;

$[\mathrm{M}\mathrm{L}{\phantom{A}}_n]$ — рівноважна концентрація комплексної частинки.

У випадку ступінчастого процесу комплексоутворювання

$\mathrm{M}\stackrel{+\mathrm{L}}{\rightleftarrows }\mathrm{M}\mathrm{L}\stackrel{+\mathrm{L}}{\rightleftarrows }\mathrm{M}\mathrm{L}{\phantom{A}}_2\stackrel{+\mathrm{L}}{\rightleftarrows }\dots \stackrel{+\mathrm{L}}{\rightleftarrows }\mathrm{M}\mathrm{L}{\phantom{A}}_n$

ступінчасті константи стійкості розраховуються за формулою:

${𝐾}_{𝑛}=\frac{[\mathrm{M}\mathrm{L}{\phantom{A}}_n]}{[\mathrm{M}\mathrm{L}{\phantom{A}}_{n-1}][\mathrm{L}]}$,

причому ${\beta }_n=K_1\cdot K_2\cdot ...\cdot K_n$.

Величини, зворотні до констант стійкості, називають константами нестійкості комплексу.

Значення констант комплексоутворення знаходять експериментально вивчаючи зміну концентрації одного з компонентів при зміні складу системи метал-ліганд.

Значення та застосування

Знання величин констант стійкості комплексу важливі у медицині. Процеси хелатування використовуються при лікуванні отруєнь важкими металами. Ідеальний ліганд мусить зв'язуватися лише з іонами цільового металу, але такого ступеня селективності дуже важко досягти. Прикладом розроблених ліків є, наприклад, синтетичний препарат деферіпрон, який за наявності двох атомів кисню селективно зв'язується з іонами Fe³⁺, не захоплюючи інших, двовалентних, іонів, присутніх в організмі людини: Mg²⁺, Ca²⁺ чи Zn²⁺.

Надлишок міді при хворобі Вільсона може бути вилучений з організму за допомогою триетилентетраміну (TETA). DTPA (діетилентріамінпентаоцтова кислота) використовується для лікування отруєнь плутонієм.

ЕДТА (етилендіамінтетраоцтова кислота) утворює настільки сильні комплекси з більшістю двовалентних катіонів, що знайшла безліч практичних застосувань. Наприклад, вона часто присутня у пральних порошках як пом'якшувач для води, оскільки вона ефективно зв'язує іони кальцію і магнію.

Літуратура

• Алексєєв, С. О. Хімія комплексних сполук: навчальний посібник / С. О. Алексєєв. — К. ВПЦ «Київський університет», 2010. — 159 с.
• Arena, G.; Contino, A; Longo, E; Sciotto, D; Spoto, G; J. (2001). «Selective complexation of soft Pb2+ and Hg2+ by a novel allyl functionalized thioamide calix[4]arene in 1,3-alternate conformation: a UV-visible and H-1 NMR spectroscopic investigation». J. Chem. Soc.-Perkin Trans. 2 (12): 2287—2291.
• Runge, V. M.; Scott, S. (1998). Contrast-enhanced Clinical Magnetic Resonance Imaging. University Press of Kentucky. ISBN 0-8131-1944-8.
• Шаблон:Глосарій термінів з хімії