ความแตกต่างที่สำคัญ – ค่าคงที่แบบขั้นตอนเทียบกับค่าคงที่โดยรวม
คำว่าค่าคงที่เสถียรภาพหมายถึงค่าคงที่สมดุลสำหรับการก่อตัวของสารประกอบเชิงซ้อนในสารละลาย เป็นวิธีการวัดความเสถียรของสารเชิงซ้อนของไอออนโลหะทรานซิชัน หรือค่าคงที่สมดุลอื่นๆ ทั้งหมด ค่าคงที่ความเสถียรยังขึ้นอยู่กับอุณหภูมิด้วย คำจำกัดความสำหรับค่าคงตัวคงตัวสามารถกำหนดให้เป็น “ค่าคงที่สำหรับสมดุลที่มีอยู่ระหว่างไอออนของโลหะทรานซิชันที่ล้อมรอบด้วยลิแกนด์ของน้ำ และสารเชิงซ้อนที่ก่อตัวขึ้นเมื่อไอออนของโลหะทรานสิชันบางตัวเกิดปฏิกิริยาการแทนที่ลิแกนด์” สัญลักษณ์ของค่าคงที่คือ Kstabโดยปกติ แกนด์จะถูกแทนที่ทีละตัวตามขั้นตอน ขั้นตอนเหล่านี้ได้รับค่าคงตัวแบบเป็นขั้นเป็นตอน อย่างไรก็ตาม สามารถให้ค่าคงที่เสถียรภาพสำหรับกระบวนการโดยรวมได้ เป็นค่าคงที่เสถียรภาพโดยรวม ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างค่าคงที่ความเสถียรแบบทีละขั้นและค่าคงที่โดยรวมคือค่าของค่าคงที่ความเสถียรแบบทีละขั้นจะต่ำกว่าค่าคงที่ความเสถียรโดยรวมของปฏิกิริยาเดียวกัน ในขณะที่ค่าคงที่ความเสถียรโดยรวมจะมีค่าที่สูงกว่าค่าคงที่ความเสถียรแบบทีละขั้นเสมอ
ค่าคงที่เสถียรภาพแบบขั้นตอนคืออะไร
ค่าคงตัวแบบเป็นขั้นเป็นค่าคงที่สมดุลที่กำหนดสำหรับแต่ละขั้นตอนของกระบวนการแทนที่ลิแกนด์ เมื่อสารเชิงซ้อนของไอออนโลหะทรานซิชันมีลิแกนด์ที่เป็นน้ำอยู่รอบๆ ไอออนของโลหะ การแทนที่ลิแกนด์จะเกิดขึ้นเป็นกระบวนการแบบขั้นตอน ที่นั่น โมเลกุลของน้ำเพียงตัวเดียวถูกแทนที่ด้วยลิแกนด์ที่เกี่ยวข้องกับการแทนที่ ให้เราพิจารณาตัวอย่างเพื่อทำความเข้าใจกระบวนการนี้
ตัวอย่าง
ใช้แทนแกนด์แอมโมเนียเป็นตัวอย่าง
สูตรเคมีของไอออน hexaaquacopper(II) ถูกกำหนดเป็น [Cu(H2O)6] 2+. แกนด์น้ำหกตัวสามารถแทนที่ด้วยแอมโมเนียลิแกนด์ (NH3) ลิแกนด์น้ำหนึ่งตัวจะถูกแทนที่ด้วยลิแกนด์แอมโมเนียในแต่ละครั้ง
[Cu(H2O)6]2++NH 3 ↔ [Cu(NH3)(H2O)5]2+ K1
[Cu(NH3)(H2O)5] 2++ NH3 ↔ [Cu(NH3)2 (H2O)4]2+ K2
[Cu(NH3)2(H2O) 4]2++ NH3 ↔ [Cu(NH3 )3(H2O)3]2+K3
[Cu(NH3)3(H2O) 3]2++ NH3 ↔ [Cu(NH3 )4(H2O)2]2+K4
[Cu(NH3)4(H2O) 2]2++ NH3 ↔ [Cu(NH3 )5(H2O)]2+ K5
[Cu(NH3)5(H2O)] 2++ NH3↔ [Cu(NH3)6 ]2+ K6
รูปที่ 01: ไดอะแกรม 3 มิติของไอออนเฮกซะอะควาคอปเปอร์(II)
ค่าคงตัวสำหรับการทดแทนครั้งแรกจะได้รับเป็น K1 สำหรับการแทนที่ที่สอง มันคือ k2 และในทางกลับกัน สำหรับแต่ละดุลยภาพด้านบน นิพจน์สามารถรับได้ดังนี้
สำหรับการเปลี่ยนตัวครั้งแรก K1={[Cu(NH3)(H2O)5]2+} / {[Cu(H2O)6] 2+} {NH3}
ในนั้น {[Cu(NH3)(H2O)5]2+}, {[Cu(H2O)6] 2+} และ {NH3} คือความเข้มข้นของสารเคมีแต่ละชนิดที่อยู่ในวงเล็บนิพจน์ข้างต้นสามารถเขียนสำหรับค่าคงตัวแบบขั้นตอนอื่นๆ ได้เช่นกัน (K2, K3, K4, K5 และ K6)
ค่าคงตัวโดยรวมคืออะไร
ค่าคงที่เสถียรภาพโดยรวมคือค่าคงที่สมดุลของปฏิกิริยาโดยรวม สำหรับปฏิกิริยาข้างต้น ค่าคงตัวโดยรวมสามารถกำหนดได้ดังนี้
[Cu(H2O)6]2+ + NH 3↔ [Cu(NH3)6]2+
ดังนั้น ค่าคงตัวโดยรวมคือค่าคงที่สมดุลสำหรับสมดุลระหว่างไอออนของโลหะทรานซิชันที่ล้อมรอบด้วยลิแกนด์ของน้ำและไอออนของโลหะทรานสิชันที่ล้อมรอบด้วยลิแกนด์ที่ถูกแทนที่ จากนั้นนิพจน์สำหรับค่าคงที่เสถียรภาพโดยรวมสามารถหาได้ดังนี้
โดยรวมแล้ว Kstab={[Cu(NH3)6] 2+} / {[Cu(H2O)6]2+ }{NH3}
ความสัมพันธ์ระหว่างค่าคงที่แบบขั้นตอนและค่าคงที่โดยรวมคืออะไร
สามารถหาค่าคงที่เสถียรภาพโดยรวมได้โดยการคูณค่าคงที่เสถียรภาพแบบขั้นตอนทั้งหมดเข้าด้วยกัน ตัวอย่างข้างต้น
โดยรวม Kstab=K1K2K3K4K5K6
ความแตกต่างระหว่างค่าคงที่แบบขั้นตอนและค่าคงที่โดยรวมคืออะไร
สเต็ปไวส์เทียบกับค่าคงตัวโดยรวม |
|
| ค่าคงตัวแบบเป็นขั้นเป็นค่าคงที่สมดุลที่กำหนดสำหรับแต่ละขั้นตอนของกระบวนการแทนที่ลิแกนด์ | ค่าคงที่เสถียรภาพโดยรวมคือค่าคงที่สมดุลของปฏิกิริยาโดยรวม |
| ธรรมชาติ | |
| ค่าคงที่ความคงตัวแบบเป็นขั้นมีให้สำหรับขั้นตอนของปฏิกิริยาการแทนที่ที่เกิดขึ้นในคอมเพล็กซ์ไอออนของโลหะทรานซิชัน | ค่าคงตัวโดยรวมถูกกำหนดไว้สำหรับปฏิกิริยาการแทนที่ทั้งหมดที่เกิดขึ้นในคอมเพล็กซ์ไอออนของโลหะทรานซิชัน |
| Value | |
| ค่าคงที่ความเสถียรแบบขั้นตอนจะต่ำกว่าค่าคงที่ความเสถียรโดยรวมของปฏิกิริยาเดียวกัน | ค่าคงที่เสถียรภาพโดยรวมมีค่าที่สูงกว่าค่าคงที่เสถียรภาพแบบทีละขั้นเสมอ |
สรุป – ค่าคงที่แบบขั้นตอนเทียบกับค่าคงที่โดยรวม
ค่าคงที่ความเสถียรแบบขั้นตอนและค่าคงที่ความเสถียรโดยรวมคือค่าคงที่สมดุลที่กำหนดสำหรับสารเชิงซ้อนของโลหะทรานซิชันในสารละลาย ความแตกต่างระหว่างค่าคงที่เสถียรภาพแบบขั้นตอนและค่าคงที่โดยรวมคือค่าของค่าคงที่ความเสถียรแบบขั้นตอนจะต่ำกว่าค่าคงที่ความเสถียรโดยรวมของปฏิกิริยาเดียวกัน ในขณะที่ค่าคงที่ความเสถียรโดยรวมจะมีค่าที่สูงกว่าค่าคงที่ความเสถียรแบบทีละขั้นเสมอ
ดาวน์โหลดเวอร์ชัน PDF ของค่าคงที่แบบ Stepwise เทียบกับค่าคงที่โดยรวม
คุณสามารถดาวน์โหลดไฟล์ PDF ของบทความนี้และใช้เพื่อวัตถุประสงค์ออฟไลน์ตามหมายเหตุอ้างอิง โปรดดาวน์โหลดเวอร์ชัน PDF ที่นี่: ความแตกต่างระหว่างค่าคงที่แบบขั้นตอนและค่าคงที่โดยรวม