配位平衡
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2011复习-溶液中的四大平衡-配位
（四）配位平衡
2. 价键理论
配位单元构型与中心原子杂化方式及配位数之间的关系 配位数 2 3 4 5 6 7 中心原子杂化类型 sp杂化 sp2杂化 sp3杂化 dsp2杂化 sp3d杂化 或dsp3杂化 sp3d2杂化 或d2sp3杂化 sp3d3杂化 空间构型 直线形 平面三角形 四面体 平面四边形 三角双锥 八面体 五角双锥 配离子举例 [Ag(NH3)2]+ [Cu(CN)3]2 [Zn(NH3)4]2+ [PtCl4]－ [Fe(CO)5] [Fe(CN)6]3 [ZrF7]3
（四）配位平衡
4. EDTA滴定 EDTA常用H4Y表示，这种酸在水中溶解度很 小，22℃时每100mL水中仅溶解0.02g，难溶于酸 和有机溶剂，易溶于NaOH 或氨水生成盐。在配 位滴定中，用的是其二钠盐Na2H2Y· 2H2O，它在 水中有较大的溶解度， 22℃时每100 mL 水可溶解
11.1 g，此溶液浓度约为0.3 mol· L1，pH约为4.4。
以金属离子浓度的 负对数 –lg[M] (pM) 为纵坐标，以滴定 分数T 为横坐标。 随着EDTA的滴入， 溶液中金属离子浓 度逐渐减少，pM 逐渐增大，便可得 到EDTA 滴定的曲 线。
（四）配位平衡
4. EDTA滴定
影响EDTA滴定曲线突跃的因素： ●溶液pH对滴定突跃的影响：在浓度一定的条件 下， 随着pH的增大，Y(H)减小， K'MY 增大，滴 定曲线的后半部分升高，滴定突跃范围增大。如 上页中不同pH条件下EDTA滴定Ca2+的曲线图。 ●在K'MY一定的条件下，金属离子[M]的初始浓度 越大，pM越小，滴定曲线的前半部分越低，滴定 突跃范围增大。
（四）配位平衡
溶液中的化学平衡-配位平衡
工业废水处理
工业废水中的重金属离子常通过配位反应进行沉 淀或吸附，从而达到净化废水的目的。
环境化学中的配位平衡问题
土壤污染修复
土壤中的重金属离子与有机配体发生配位反应，影响重金属的迁移 和生物有效性，从而影响土壤污染修复效果。
水质监测与净化
水体中的重金属离子、有机污染物等可通过配位反应进行转化和去 除，确保水质安全。
02
在化学分析中，可以利用配位平衡常数来计算溶液中各组分的浓度。
03
在生物学中，配位平衡常数可以用来描述生物体内的金属离子与蛋白 质、酶等生物大分子之间的相互作用。
04
在环境科学中，配位平衡常数可以用来研究重金属离子在土壤、水等 环境介质中的迁移转化行为。
04
配位平衡在化学反应中的作 用
配位反应的速率影响
由能变化等参数，从而预测反应结果。
05
实际应用中的配位平衡问题
工业生产中的配位平衡问题
1 2 3
金属冶炼
在金属冶炼过程中，配位平衡对于控制金属离子 的溶解度和稳定性至关重要，直接影响金属的提 取率和纯度。
化学品的合成与分离
许多化学品的合成和分离涉及到配位平衡，如利 用配位反应合成有机金属化合物、分离稀有元素 等。
03
配位平衡的计算与表示方法
配位平衡的计算
配位平衡是溶液中一种重要的化学平衡， 主要涉及配位体和中心离子之间的相互 作用。
配位平衡的计算通常需要使用平衡常数，如 稳定常数和不稳定常数，来描述配位体和中 心离子之间的结合和解离程度。
平衡常数的值取决于温度、压力和 溶液的组成，可以通过实验测定或 计算得出。
形成配合物的条件
金属离子和配位体需要在一定的条件下形成配合物，如温度、压 力、浓度等。
工业废水中的重金属离子常通过配位反应进行沉 淀或吸附，从而达到净化废水的目的。
环境化学中的配位平衡问题
土壤污染修复
土壤中的重金属离子与有机配体发生配位反应，影响重金属的迁移 和生物有效性，从而影响土壤污染修复效果。
水质监测与净化
水体中的重金属离子、有机污染物等可通过配位反应进行转化和去 除，确保水质安全。
02
在化学分析中，可以利用配位平衡常数来计算溶液中各组分的浓度。
03
在生物学中，配位平衡常数可以用来描述生物体内的金属离子与蛋白 质、酶等生物大分子之间的相互作用。
04
在环境科学中，配位平衡常数可以用来研究重金属离子在土壤、水等 环境介质中的迁移转化行为。
04
配位平衡在化学反应中的作 用
配位反应的速率影响
由能变化等参数，从而预测反应结果。
05
实际应用中的配位平衡问题
工业生产中的配位平衡问题
1 2 3
金属冶炼
在金属冶炼过程中，配位平衡对于控制金属离子 的溶解度和稳定性至关重要，直接影响金属的提 取率和纯度。
化学品的合成与分离
许多化学品的合成和分离涉及到配位平衡，如利 用配位反应合成有机金属化合物、分离稀有元素 等。
03
配位平衡的计算与表示方法
配位平衡的计算
配位平衡是溶液中一种重要的化学平衡， 主要涉及配位体和中心离子之间的相互 作用。
配位平衡的计算通常需要使用平衡常数，如 稳定常数和不稳定常数，来描述配位体和中 心离子之间的结合和解离程度。
平衡常数的值取决于温度、压力和 溶液的组成，可以通过实验测定或 计算得出。
形成配合物的条件
金属离子和配位体需要在一定的条件下形成配合物，如温度、压 力、浓度等。
配位平衡与沉淀平衡的关系_概述及解释说明
配位平衡与沉淀平衡的关系概述及解释说明1. 引言1.1 概述:在化学反应中，配位平衡和沉淀平衡是两个重要的概念。
配位平衡是指当配位物与金属离子形成络合物时，附近的其他物质对于该反应中产生的络合物是否会形成影响。
沉淀平衡则是指当反应涉及到产生固体沉淀时，溶液中各组分之间达到平衡的状态。
本文旨在探讨配位平衡和沉淀平衡之间的关系，并解释它们之间的相关性。
1.2 文章结构:本文共分为五个部分进行描述和讨论。
首先，在引言部分将简要介绍配位平衡和沉淀平衡以及本文研究的目的。
接下来，将详细探讨配位平衡和沉淀平衡各自的概念、影响因素以及相应的特点。
然后，我们将解释说明这两者之间存在着何种关联性，并详细讨论一些实际应用案例。
最后，通过总结我们得出结论，并列出参考文献供读者进一步了解相关领域研究。
1.3 目的:本文旨在帮助读者全面了解配位平衡和沉淀平衡的概念，并探讨这两者之间的关系。
通过解释说明它们之间的相关性以及实际应用案例分析，本文旨在加深对配位平衡和沉淀平衡原理的理解，提供对相关领域研究的启示，并探索更多新的应用前景。
2. 配位平衡与沉淀平衡的关系：2.1 配位平衡的概念和影响因素：配位平衡是指在溶液中，配位物（通常为阴离子）与金属离子形成络合物的过程。
在配位平衡中，存在着一种特殊的化学吸引力作用，使得金属离子与配位物之间形成稳定的络合结构。
配位平衡受多种因素影响，包括温度、压力、pH 值、配体浓度等。
2.2 沉淀平衡的概念和影响因素：沉淀平衡是指在溶液中溶解度产生了反应，并导致沉淀形成的过程。
当某个化合物的溶解度达到饱和时，就会发生沉淀反应。
沉淀平衡同样受到多个因素影响，如温度、压力、pH 值、其他化学物质浓度等。
2.3 配位平衡与沉淀平衡之间的关系：配位平衡和沉淀平衡密切相关，二者有着互相影响的关系。
首先，配位物对金属离子是否形成络合物，会影响溶液中其他化合物的溶解度。
配位物与金属离子形成络合物后，会减少金属离子的有效浓度，从而降低了其他化合物溶解度和沉淀反应的速率。
第十讲-配位平衡与配合物的稳定性
解：溶液中存在如下平衡： [Ag（NH3）2] + +2CN – ⇌ [Ag（CN）2] –+2NH3 该反应的平衡常数为：
计算所得平衡常数很大 ，说明上述反应向生成 [Ag（CN）2] – 配离子方 向进行得很彻底。转化
K
Ag(CN) NH
2
2
Ag(CN) NH Ag Ag(NH ) CN Ag
配合物稳定常数是配合物在水溶液中解离 稳定性的量度。对于配位数相等的配离子，可 根据Kf值的大小直接比较配离子的稳定性，配 位数不等的配离子之间，需通过计算才能比较。
例如，[CuY]2- 的Kf为5×1018，[Cu(en)2]2+
的Kf为1.0×10 21。但是， [CuY]2-比 [Cu(en)2]2+更稳定。
K值很大，说明反应进行的程度很大，Ag(NH3)2+完全离解。
13
东营市第一中学
化学竞赛
（二）沉淀平衡的影响
当配离子的中心原子可与某种试剂（既沉淀剂）形成 沉淀物时，则加入该沉淀剂，可使配离子解离，即配 位平衡转化为沉淀平衡。 例如，向[Ag（NH3) 2] +配离子溶液中加入NaBr溶 液，出现淡黄色AgBr沉淀。
[Cu (NH3)2]
[Cu(NH3)2]2++NH3
[Cu(NH3)3]2+
c([Cu(NH3 )3 ]2 ) θ Kf,3 ＝ 103 1.1 2 c([Cu(NH3 )2 ] ) c(NH3 )
[Cu(NH3)3]2++NH3
θ Kf,4
[Cu(NH3)4]2+
c([Cu(NH3 )4 ]2 ) ＝ 1.99 102 c([Cu(NH3 )3 ]2 ) c(NH3 )
配位平衡
Ag+ + 2NH3
反应前 0.02
1.0
[Ag(NH3)2]+ 0.0
反应后 0.0 1.0-2×0.02
0.02
平衡时 x 1.0－2×0.02+2x 0.02－x
1.0－2×0.02
0.02
=0.96
3
Kθf
[Ag(NH3 )2+ ] [Ag ][NH3 ]2
0.02 0.962 x
1.7 107
则KCN的起始浓度至少为： c(KCN)=2×0.1 + 3.43×10-4 0.2 mol·L-1
结论：(1) AgI不溶于浓NH3•H2O，可溶于稀KCN溶液。 (2) 形成相同的配离子时，Kθsp越大越容易转化11 。
(2) 配离子
沉淀
通式：MLn＋nX
MXn nL
(说明：X为沉淀剂，L为配位剂。)
[Ag(NH3)2]+ ＋ Cl-
0.1
0.1
K
θ j
[Ag(NH3 )2 ][Cl- ] [NH3 ]2
0.1 0.1 x2
Kθf
K
θ SP
9
解之得：x = 1.82 mol/L
则氨水的起始浓度至少为：
c(NH3) = 2×0.1＋1.82 = 2.02 mol·L-1
② 设要溶0.1 mol 的AgI，平衡时NH3的浓度为
离解反应：[FeF6]3-
Fe3+ ＋ 6 F-
一定温度下，达平衡时，
K不 θ 稳
[Fe3 ][F ]6 [FeF63 ]
K
θ d
意义：Kθ不稳 称不稳定常数，其值愈大，则配离 子愈不稳定。显然，它与K稳互为倒数。
配位平衡与氧化还原平衡
配位平衡与氧化还原平衡
配位平衡是指配位化合物中配体与中心离子形成的配合物的形成与解离之间的平衡。
在配位平衡中，配体可以与中心离子结合形成稳定的配合物，也可以从配合物中解离，使配合物分解成配体与中心离子。
配位平衡受到温度、浓度、配体和中心离子性质等因素的影响。
配位平衡的常用表达式有配合物的形成常数和配位平衡常数。
氧化还原平衡是指氧化还原反应中，电子的转移导致氧化剂和还原剂之间的平衡。
在氧化还原平衡中，氧化剂失去电子而被还原，还原剂获得电子而被氧化。
氧化还原平衡受到温度、浓度、氧化剂和还原剂性质等因素的影响。
氧化还原平衡的常用表达式有氧化还原电势和氧化还原平衡常数。
配位平衡和氧化还原平衡有时会相互影响。
例如，在配位化合物中，配体可以提供电子给中心离子，参与氧化还原反应。
另外，在氧化还原反应中，可以形成配合物的中心离子可能发生氧化还原反应。
因此，配位平衡和氧化还原平衡是相互关联的，并在化学反应中起着重要作用。
06配位平衡
2. EDTA的各种型体分布图
pH<1 pH=2.75~6.24
pH>10.34
6.2.2 EDTA滴定金属离子的副反应系数
在用EDTA滴定金属离子时，滴定反应为
H2Y2－ + Mn+
MYn－4 + 2H+
此反应的实质是Mn+与溶液中的Y4－发生反应(称为主反应)。 在此反应进行时，Y4－可与溶液中的H+、其他共存离子(Nn+) 同时进行反应，Mn+亦可以与溶液中的其他配体(L、A等)同 时进行反应(这些反应称为副反应)。由于副反应的存在，一 定会影响主反应的反应程度，这就使得溶液中各个平衡间的 关系较为复杂。
1
Ks1
[ML] [M][L]
2
Ks1
Ks2
[ML2 ] [M][L]2
3
Ks1
Ks2
Ks3
[ML3 ] [M][L]3
n
Ks1
Ks2 Ksn
[MLn ] [M][L]n
2. 各级配合物在溶液中的分布 溶液中由于配合物各级平衡的存在，配合物以各种
型体存在于溶液中。例如MLn配合物在溶液中有金属离 子M、ML、ML2、…、MLn各种型体。设金属离子的分 析浓度为cM，根据物料平衡
Ks2
[Ag(NH 3)2 ] [Ag(NH 3) ][NH3]
104.00
Ag+ + 2NH3
[Ag(NH3)2]+
Ks
[Ag(NH
3
)
2
]
[Ag ][NH3]2
Ks1
Ks2
103.40 104.00
107.40
配合物在溶液中的解离，例如
配位平衡
0.010 − x θ = Kf =1.67×107 2 x ⋅ (0.010 + 2x) 0.010 − x ≈ 0.010 0.010 + 2x ≈ 0.010 0.010 =1.67×107 x = 6.0×10−6 x ⋅ 0.0102 c(Ag+ ) = 6.0×10−6 m ⋅ L−1 ol
2
第一节 配合物的稳定常数
一．稳定常数与不稳定Байду номын сангаас数 不稳定常数
Cu(NH3 )2+ 4 Cu2+ + 4NH3
c(Cu2+ ) ⋅ c4 (NH3 ) θ Kd = c(Cu(NH3 )2+ ) 4
稳定常数
Cu2+ + 4NH3
Cu(NH3 )2+ 4
c(Cu(NH3 )2+ ) θ 4 Kf = c(Cu2+ ) ⋅ c4 (NH3 )
Solution
2 Ag(NH3)+ + 2S2O3− Ag(S2O3)3− + 2NH3 2 2
(0.10 − x)(1.2 − 2x)2 = 2.6×106 2 x ⋅ (0.80 + 2x)
反应前 c 0.10 反应后 c 0 平 衡c x
1.0 1.0 − 2×0.10 0.80 + 2x
3 FeF6 − + 6N S − C
=
1015.3 109.1
= 10 6.2
2− 4 + 6H 2O
丙 酮 C o(H 2O 6+ + 4N S − C )2 C → o(N S) C 兰 色
Co2+ NaF或NH4F Co2+ KNCS Co(NCS)2− 4 → → 3− 3+ FeF FeF3− Fe 6 6
第12章 配位平衡(使用)
解：
H4Y
3Y H H (1) (2)
θ K a,3 θ K a,4
H 3 Y H 2 Y 2 H H 2 Y HY3 H HY3 Y 4 H (1) (2) 得： H 2 Y 2 4 2H Y c(H 2 Y 2 )
θ 7 H 解： Kf (Ag(NH3 )2 ) 1.6710 很大，可假设溶于 NH3 · 2O后
全部生成了 Ag(NH3 ) 2
Ag 反应前 c /mol L1 0.010 反应后 c /mol L1 平 衡 c /mol L1 0 x
2NH3 0.030
Ag(NH3 ) 2 0 0.010 0.010 x
14
14
例4: Cd(NH3)42+ + 2 OH- = Cd(OH)2 + 4 NH3
K
K不稳 K sp (Cd (OH )2 )
6.4 10
8
例5: Cu(NH3)42+ + 4 H+ = Cu2+ + 4 NH4+
K
K不稳
4 Ka
1.971024
15
15
2.配位平衡与沉淀溶解平衡
0.030 0.020 0.010 2 x
0.010 x K fθ 1.67 107 x (0.010 2 x ) 2 0.010 x 0.010 0.010 2 x 0.010 0.010 1.67 107 x 6.0 106 x 0.0102 c( Ag ) 6.0 106 mol L1 c( NH3 ) c (Ag(NH3 ) 0.010mol L1 2
配位平衡及其影响因素
休息
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3
7.2.1配位平衡与平衡常数
配离子的稳定性:
7.2.1配位平衡与平衡常数
如[Cu(NH3)4]2+的第一级形成平衡: Cu2+ + NH3 ⇌ [Cu(NH3)]2+ [Cu(NH3)2+] K 稳1 = =104.27 [Cu2+] [NH3] 再如[Cu(NH3)4]2+的第四级形成平衡: [Cu(NH3)3]2+ + NH3 ⇌ [Cu(NH3)4]2+ [Cu(NH3)42+] 2.18 K 稳4 = =10 [Cu(NH3)32+] [NH3] 另2级形成常数分别为:K 稳2 = 103.55;K
休息
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7.2.1配位平衡与平衡常数
配离子转化,通常是稳定性小的向稳定性大的 转化.转化的完全程度可用转化反应常数衡量. 如:[Ag(NH3)2]+ + 2CN- ⇌ [Ag(CN)2]- + 2NH3 K =
[Ag(CN)2-][NH3]2 [Ag+]
[Ag(NH3)2+][CN-]2 [Ag+] = K 稳([Ag(CN)2]-)/K 稳([Ag(NH3)2]+)
[NH3] = [Ag(NH3)2+]≈0.010 mol· L-1
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7.2.1配位平衡与平衡常数
(2)判断两种配离子间转化的可能性: 例2:在含有NH3和CN-的溶液中加入Ag+,可能会形 成[Ag(NH3)2]+和[Ag(CN)2]-. 试问哪种配离子先 形成? 若在[Ag(NH3)2]+溶液中加入KCN,问否能 发生配离子的转化? 解: 由附录可查得: [Ag(NH3)2]+ K 稳 = 107.40 [Ag(CN)2]- K 稳 = 1021.1 同型配离子,一般是稳定性大的配离子先形成. 故[Ag(CN)2]-会先形成.
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7.2.1配位平衡与平衡常数
配离子的稳定性:
7.2.1配位平衡与平衡常数
如[Cu(NH3)4]2+的第一级形成平衡: Cu2+ + NH3 ⇌ [Cu(NH3)]2+ [Cu(NH3)2+] K 稳1 = =104.27 [Cu2+] [NH3] 再如[Cu(NH3)4]2+的第四级形成平衡: [Cu(NH3)3]2+ + NH3 ⇌ [Cu(NH3)4]2+ [Cu(NH3)42+] 2.18 K 稳4 = =10 [Cu(NH3)32+] [NH3] 另2级形成常数分别为:K 稳2 = 103.55;K
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7.2.1配位平衡与平衡常数
配离子转化,通常是稳定性小的向稳定性大的 转化.转化的完全程度可用转化反应常数衡量. 如:[Ag(NH3)2]+ + 2CN- ⇌ [Ag(CN)2]- + 2NH3 K =
[Ag(CN)2-][NH3]2 [Ag+]
[Ag(NH3)2+][CN-]2 [Ag+] = K 稳([Ag(CN)2]-)/K 稳([Ag(NH3)2]+)
[NH3] = [Ag(NH3)2+]≈0.010 mol· L-1
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7.2.1配位平衡与平衡常数
(2)判断两种配离子间转化的可能性: 例2:在含有NH3和CN-的溶液中加入Ag+,可能会形 成[Ag(NH3)2]+和[Ag(CN)2]-. 试问哪种配离子先 形成? 若在[Ag(NH3)2]+溶液中加入KCN,问否能 发生配离子的转化? 解: 由附录可查得: [Ag(NH3)2]+ K 稳 = 107.40 [Ag(CN)2]- K 稳 = 1021.1 同型配离子,一般是稳定性大的配离子先形成. 故[Ag(CN)2]-会先形成.
配位平衡 N
Cu(NH 3 ) 2 4
Cu 2 4NH3
离子在溶液中离解反应的平
衡常数.
K 不稳
[Cu 2 ] [ NH3 ]4 [Cu(NH 3 ) 2 4 ]
稳定常数(生成常数）
Cu 2 4NH3
Cu(NH 3 ) 2 4
[Cu(NH 3 ) 2 4 ] K稳 [Cu 2 ] [ NH3 ]4
2
4
(3) K K
a3
a4
Sc Y ScY Sc H 2 Y
4)
K
f
ScY 2H （5） K
K K f (ScY ) K a 3 (H 4 Y) K a 4 (H 4 Y ) 10
23.1
6.9 10 3.9 10
H Y H Y H 4 3 解： 2 H 3Y H 2 Y H
H 2 Y HY H HY Y H
(1) (2) 得： H2Y
2
3
(1) (2)
K a3 Ka4
3
4
Y 2H
4
(3) K a 3 K a 4
H 2 Y Y 2H
总反应： Cu2+ + 4NH3
由多重平衡规则有 ： K稳 = K1·K2 ·K3 ·K4
K稳
总稳定常数, 一般 K1 K 2 K3
Cu2+ + NH3 [Cu（NH3）]2+ + NH3 [Cu（NH3）2]2++ NH3
[Cu（NH3）]2+ [Cu（NH3）2]2+ [Cu（NH3）3]2+ [Cu（NH3）4]2+
配位平衡的定义
配位平衡的定义配位平衡是指在一个系统中不同配位体之间的相对含量达到一定的平衡状态。
配位体是指与中心离子或原子形成配位键的分子或离子。
在配位化学中，配位平衡是非常重要的概念，因为它能够帮助我们理解配位体之间的相互作用以及它们在化学反应中的角色。
配位平衡的概念最早是由法国化学家保罗·萨布莱特（Paul Sabatier）提出的。
他在研究铂催化剂的反应机理时，发现不同配位体之间的相对含量对反应速率有重要影响。
后来，这个概念被广泛应用于配位化学的研究中。
在配位平衡中，不同配位体之间的相对含量是通过一个平衡常数来描述的。
平衡常数是指在平衡状态下反应物和产物的浓度比值。
对于一个配位反应，平衡常数可以表示为：K = [MLn] / ([M] × [L])其中，[MLn]表示配合物的浓度，[M]和[L]分别表示金属离子和配位体的浓度，n表示配位体的配位数。
配位平衡的影响因素包括温度、溶剂、PH值、金属离子的价态、配位体的种类和数量等。
其中，温度是影响配位平衡最重要的因素之一。
一般来说，随着温度升高，反应速率会增加，但是平衡常数会减小。
这是因为高温下反应物的活性增加，但是产物的稳定性降低。
另外，溶剂也对配位平衡有影响。
不同的溶剂对于不同的配位体有不同的溶解度和配位能力。
例如，在水溶液中，氨和水的配位能力相似，但是氨的溶解度比水低，因此在水溶液中，水配位体的含量会更高。
PH值也能够影响配位平衡。
在酸性溶液中，配位体中的羧基和氨基会质子化，从而影响它们与金属离子的配位能力。
另外，金属离子的价态也会影响配位平衡。
例如，在Fe3+和Fe2+之间的配位平衡中，Fe3+的配位能力更强，因此在配位体浓度相同的情况下，Fe3+的配合物含量会更高。
总之，配位平衡是配位化学中的一个重要概念，它能够帮助我们理解配位体之间的相互作用以及它们在化学反应中的角色。
配位平衡的影响因素包括温度、溶剂、PH值、金属离子的价态、配位体的种类和数量等。
2-知识点2：配位平衡及平衡常数.
Kf
c(Ag(NH3 ) 2 ) 0.1 7 1 . 12 10 c(Ag )c 2 (NH3 ) x (2x) 2
x 1.31 10-3
设在0.2mol· L-1NH3存在下，Ag+的浓度为ymol· L-1,则： Ag+ + 2NH3 起始浓度/mol· L-! 0 0.2 0.2+2y 平衡浓度/mo1.· L-1 y [Ag(NH3)2]2+ 0.1 0.1-y
Na2S 有黑色CuSห้องสมุดไป่ตู้成
无Cu2+ ???
有Cu2+
1 配位平衡常数
1. 稳定常数
K f c[Cu(NH3 ) 4 ] c(Cu 2 ) c 4 ( NH3 )
2
Kf为配合物的稳定常数，Kf值越大，配离子越稳定 。
2. 不稳定常数 [Cu(NH ) ]2+ 3 4
K d
Cu2+ +4NH3
K f,1
ML+L
c(ML) c(M) c(L)
ML2 ， 第二级逐级稳定常数为：
K f, 2
MLn-1+L
c(ML 2 ) c(ML)c(L)
MLn ， 第n级逐级稳定常数为： c(MLn ) K f, n c(ML n -1 )c n (L)
3.
2
累积稳定常数（βn）
职业教育应用化工技术专业教学资源库化工产品检验课程承担院校宁波职业技术学院cunhnaohcuoh有黑色cus生成有cu不稳定常数cunh值越大表示配离子越容易解离即越不稳定
职业教育应用化工技术专业教学资源库《化工产品检验》课程
第三节 配位平衡
KS= KS1 KS2 KS3 KS4 = [Cu2+][NH ]4 3
[Cu(NH3)42+]
• Ks是一个积累常数。由于配离子的形成 与分解都是分部进行的，所以Ks与逐级 稳定常数有关 • [ Ag ( NH ) ]
Ag NH 3 [ Ag ( NH 3 )]
K s1
3
[ Ag ][ NH 3 ]
核苷酸
Co
V ita m in B 12
的结构模型
H2N
O H2N O NH2 O N
+
O H2N
H3C N N Co N
CH3
H3C H3C
N CH3
O N H 2H C 3
CH3
CH3
Vitamin B12
（钴的配合物）
H3C O O O P
-
NH
O N
O
NH2 CH3
O H H
HO N H O H CH3
二(乙酰丙酮)合铜 六元环 KS= 2.8 1015
（二）螯合环的数目
H2 H2O Cu CH2 H2O N H2 N CH2
2+
CH2 H2N Cu
CH2 NH CH2 CH2
2+
H2O
N H2
CH2 H2N Cu
CH2 NH CH2 CH2
2+
同一种配体与中
H2N CH2
NH CH2
心原子成环的数目越 多，螯合物就越稳定
HO
Pt(NH3)2Cl4 四氯· 二氨合铂(Ⅳ) • • • • 三氨基· 三硝基合钴(Ⅲ)酸铵 氯化一氯· 一氨二(乙二胺)合钴(Ⅲ) 氯化二羟基· 二氨合铂(Ⅳ) 五氰· 一羰基合铁(Ⅱ)酸钾
配位平衡
－NCS－（异硫氰根）、－SCN－（硫氰根）
②多齿配（位）体：
乙二胺 （简写en） （双齿）
乙二胺四乙酸（简写EDTA）（ 六齿）
1 配合物的组成
配合物
[Cu(NH3)4]SO4 [Fe(CO)5] [CoCl3(NH3)3]
配体 配位 配 形成体 配位 数 体数 氧化数 原子
NH3 CO NH3、 Clen 4 5 6 4 5 6 ＋2 0 ＋3 N C N、Cl
8.4 螯合物
2 常见的螯合剂
乙二胺 草酸
8.4 螯合物
2 常见的螯合剂
邻菲罗啉
磺基水杨酸
EDTA分子
8.4 螯合物
3 螯合物的稳定性：
螯合物的主要特性是具有较高的稳定性 螯合效应：由于螯环的形成而使配离子 稳定性显著增强的作用
8.4 螯合物
4 影响螯合物稳定性的主要因素： 螯环的大小：螯合物以五元环、六元 环最稳定 螯环的数目：中心离子相同时，螯环
0.030－2×0.010
平衡浓度/mol.L-1 c(Ag+)
0.010＋2c(Ag+) 0.010－c(Ag+)
Kfo ＝c([Ag(NH3)2]+)/c(Ag+)· c2(NH3)
＝[0.010－c(Ag+)]/c(Ag+)· [0.010＋2c(Ag+)]2
2 配位平衡的计算
Ag+ ＋ 2NH3 ＝ [Ag(NH3)2]+ 因为Kfo 较大，说明配离子稳定，解离得到的Ag+浓度 相对较小；又因过量配体—NH3 抑制了配离子的解离，因 此可做近似处理，即平衡时： c (NH3)≈0.010mol.L-1 c([Ag(NH3)2]+)≈0.010mol.L-1
②多齿配（位）体：
乙二胺 （简写en） （双齿）
乙二胺四乙酸（简写EDTA）（ 六齿）
1 配合物的组成
配合物
[Cu(NH3)4]SO4 [Fe(CO)5] [CoCl3(NH3)3]
配体 配位 配 形成体 配位 数 体数 氧化数 原子
NH3 CO NH3、 Clen 4 5 6 4 5 6 ＋2 0 ＋3 N C N、Cl
8.4 螯合物
2 常见的螯合剂
乙二胺 草酸
8.4 螯合物
2 常见的螯合剂
邻菲罗啉
磺基水杨酸
EDTA分子
8.4 螯合物
3 螯合物的稳定性：
螯合物的主要特性是具有较高的稳定性 螯合效应：由于螯环的形成而使配离子 稳定性显著增强的作用
8.4 螯合物
4 影响螯合物稳定性的主要因素： 螯环的大小：螯合物以五元环、六元 环最稳定 螯环的数目：中心离子相同时，螯环
0.030－2×0.010
平衡浓度/mol.L-1 c(Ag+)
0.010＋2c(Ag+) 0.010－c(Ag+)
Kfo ＝c([Ag(NH3)2]+)/c(Ag+)· c2(NH3)
＝[0.010－c(Ag+)]/c(Ag+)· [0.010＋2c(Ag+)]2
2 配位平衡的计算
Ag+ ＋ 2NH3 ＝ [Ag(NH3)2]+ 因为Kfo 较大，说明配离子稳定，解离得到的Ag+浓度 相对较小；又因过量配体—NH3 抑制了配离子的解离，因 此可做近似处理，即平衡时： c (NH3)≈0.010mol.L-1 c([Ag(NH3)2]+)≈0.010mol.L-1
配位平衡的医学常识
配位平衡的医学常识
医学上的配位平衡是一个重要的概念，它是所有生物体对维持内部环境平衡所必须做出的努力，也是调节和调整其生命活动的重要基础。
配位平衡是以化学反应的形式，即在相同的温度和压力条件下，互相平衡的化学反应的综合过程。
在人体内，配位平衡可以帮助调节多种内部刺激，从而促进组织和器官维持正常的功能。
配位平衡对于我们的身体健康至关重要，它可以帮助维持BUN、乳酸和血糖水平等指标的正常变化。
此外，它还可以维持血液pH值，同时保持身体水和电解质的平衡，保持体液和细胞渗透压的适宜水平，还可以帮助细胞吸收新陈代谢物，维护钠离子之间的平衡，有助于调节钙离子和葡萄糖含量等等。
此外，配位平衡还可以帮助调节消化系统的正常功能，以维护营养的平衡。
当肠道吸收的消化物排泄时，配位平衡可以帮助调节消化性元素的吸收。
配位平衡还可以帮助控制血液中的抗体，保持身体对导致病毒感染的免疫能力的稳定。
因此，维持配位平衡是所有生物体必须保持健康的关键。
通过良好的饮食，合理的营养摄入，适当的运动，保持良好的心理状态，维持身体配位平衡，帮助保护我们的健康。
010第十章配位平衡
解开这类化合物成键本质之谜。约
尔更生(S M Jorgensen，1837-1914 ) 提出了一种链理论。 后来，维尔纳用假设和实验证明了自己理论的正确， 并获得了1913年的诺贝尔化学奖 。而约尔更生做了一个 有诚信的科学家应该做的事: 发表了实验结果, 说明自己的 5
理论是错的。
2、配合物的组成
2
c( Ag ) c( Ag )
K f K sp ( AgCl )
27
例：若使 0.1mol AgCl 溶解于1升氨水中，氨水的浓度至
少为多少？
解： AgCl(s)+ 2NH3
始 0.1 y y-0.2 反应后 0
[Ag (NH3)2 ]+ + Cl0 0.1 0 0.1
平衡：
§ 10.1 配位化合物的基本概念
一、 配位化合物的定义和组成 二、 配位化合物的类型 三、 配位化合物的命名
1
一、 配合物及其组成 例：以下三种复杂化合物 AgCl· 3 →A 2NH
配合物
CuSO4· 3 →B 4NH
KCl· MgCl2· 2O →C 6H 溶于水后： 复盐 AgCl· 3 → [Ag(NH3)2]+ + Cl2NH CuSO4· 3 →[Cu(NH3)4]2++SO424NH
2+ 4
2+
K
f
称为配离子的稳定常数
20
2、 配离子稳定性的判断
(1) 配离子浓度相同且配体数相同，K f 越大，稳定性越强 (2) 配离子浓度不同或配体数不同，计算中心离子浓度，中 心离子浓度越小，配离子越稳定 (3) 螯合效应：螯合离子比相应的配离子稳定性强的现象 练习 P64：6; P63：3
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可见，沉淀的溶解度越大，配合物的稳定性越大， 可见，沉淀的溶解度越大，配合物的稳定性越大，则K越 大，沉淀越易形成配合物而溶解。 沉淀越易形成配合物而溶解。 [Ag（ AgBr↓+2 K=1 [Ag（NH3）2]+ + Br－ = AgBr↓+2 NH3 K=1/ KspKf K 可见， 沉淀的溶解度越小，配合物的稳定性越弱， 可见 ， 沉淀的溶解度越小 ， 配合物的稳定性越弱 ， 则 K 越 配合物越易被破坏而转化为沉淀。 大，配合物越易被破坏而转化为沉淀。
若在1L水中溶解 例3:若在 水中溶解 若在 水中溶解0.10molZn(OH)2，需要加入多 少克固体NaOH？已知 f, Zn(OH)42- =4.6×1017，Ksp, 少克固体 ？已知K × Zn(OH)2=1.2×10-7 × K 解： Zn(OH)2（s）+2OH-= Zn(OH)42） 平衡时 x 0.10
二、配体性质的影响
配合物的稳定性与配体性质如酸碱性、螯合效应、 配合物的稳定性与配体性质如酸碱性、螯合效应、 空间位阻等因素有关，这里介绍一下配体的螯合效应。 空间位阻等因素有关，这里介绍一下配体的螯合效应。 多齿配体的成环作用使配合物的稳定性比组成和 结构近似的非螯合物高得多，这种现象叫做螯合效应 螯合效应。 结构近似的非螯合物高得多，这种现象叫做螯合效应。 例如， （ 例如，[Ni（NH3）6]2+的lgK=8.61， ， [Ni（en）3]2+的lgK=18.28。 （ ） 。 螯合效应与螯环的大小有关 螯环的大小有关， 螯合效应与螯环的大小有关，鏊合形成五元环或 六元环，配合物较稳定。 六元环，配合物较稳定。 螯合环的 有关。 螯合物的稳定性还与形成螯合环 数目有关 螯合物的稳定性还与形成螯合环的数目有关。一 般而言，形成的螯合环的数目越多，螯合物越稳定。 般而言，形成的螯合环的数目越多，螯合物越稳定。
（2）18e-构型的金属离子 ） 如Cu+、Ag+、Au+、Zn2+、Cd2+、Hg2+、 Ga2+、In3+、Tl3+、Ge4+、Sn4+、Pb4+等离子， 等离子， 由于18e-构型的离子与电荷相同、半径相近的 构型的离子与电荷相同、 由于 8电子构型的金属离子相比，往往有程度不同 电子构型的金属离子相比， 电子构型的金属离子相比 的共价键性质，因此要比相应的8e 的共价键性质，因此要比相应的 -构型的配 离子稳定 稳定。 离子稳定。
1、K稳= 、
[M n+ ] [L－ ] x [
2、实际上配离子在溶液中是分步形成的，故有分步稳定常 实际上配离子在溶液中是分步形成的， 数 例如： 例如： Cu2+ + NH3 [Cu（ [Cu（NH3）]2+ + NH3 [Cu（ [Cu（NH3）2]2++ NH3 [Cu（ NH3 总反应： 总反应： Cu2+ + 4NH3 [Cu（ [Cu（NH3）]2+ [Cu（ [Cu（NH3）2]2+ [Cu（ [Cu（NH3）3]2+ [Cu（ [Cu（NH3）4]2+ [Cu（NH3）4]2+ （ K1 K2 K3 K4 K稳
）（18+2）e-构型的金属离子 （3）（ ）（ ） 等离子， 如Ga+、In+、Tl+等离子，其共同特征同 18e-构型类似，但由于外层 电子的存在使内 构型类似，但由于外层s电子的存在使内 电子的活动性受到限制， 层d电子的活动性受到限制，不易生成稳定的 电子的活动性受到限制 配离子，但较8e 配离子，但较 -构型的金属离子生成配合物 的倾向大。 的倾向大。 ）（9-17）e-构型的金属离子 （4）（ ）（ ） 这些金属都具有未充满的d轨道 轨道， 这些金属都具有未充满的 轨道，容易接受 配体电子对，所以生成配合物能力强。 配体电子对，所以生成配合物能力强。电荷 电子少的离子 高，d电子少的离子，配位能力与 -构型相 电子少的离子，配位能力与8e 电荷低， 电子数较多的离子， 电子数较多的离子 似；电荷低，d电子数较多的离子，配位能力 构型相似。 与18e-构型相似。
§ 12-2 影响配合物在溶液中的稳定性的因素 一、中心原子的结构和性质的影响
决定中心原子作为配合物形成体的能力的因素的 主要有金属离子的电荷、半径及电子构型。 主要有金属离子的电荷、半径及电子构型。
1.金属离子的半径和电荷 金属离子的半径和电荷
对相同电子构型的金属离子， 对相同电子构型的金属离子，生成配合物的稳定 性与金属离子电荷 正比， 半径成反比， 电荷成 性与金属离子电荷成正比，与半径成反比，可合并 为金属离子的离子势（ ）， ），该值的大小常与所生 为金属离子的离子势（Z/r），该值的大小常与所生 成的配合物的稳定常数大小一致， 成的配合物的稳定常数大小一致，但这仅限于较简 单的离子型配合物。 单的离子型配合物。见p389表12-3。 表 。
故：必须控制溶液的酸碱度在适宜的范围之内。 必须控制溶液的酸碱度在适宜的范围之内。
2.沉淀溶解平衡对配位平衡影响 2.沉淀溶解平衡对配位平衡影响 一些沉淀会因形成配离子而溶解，同时有些配离子会因加 一些沉淀会因形成配离子而溶解，同时有些配离子会因加 形成配离子而溶解 主要决于K 入沉淀剂而生成沉淀，这之间的转化主要决于 入沉淀剂而生成沉淀，这之间的转化主要决于Ksp和Kf的相对大 同时与沉淀剂及配位剂的浓度有关。 小，同时与沉淀剂及配位剂的浓度有关。 例如： 例如： [Ag（ AgCl ＋2NH3 = [Ag（NH3）2]＋ ＋Cl－ K=KspKf K
由多重平衡规则有 ： K稳= K1 K2 K3 K4
对于相同类型的配离子， 对于相同类型的配离子，其稳定性可以由 K稳的大小直接比较，K稳愈大配离子越稳定； 的大小直接比较， 愈大配离子越稳定； 对于不同类型的配离子， 对于不同类型的配离子，其稳定性大小要 由计算才能决定。 由计算才能决定。 各种常见配离子的稳定常数见p386表12-1 表 各种常见配离子的稳定常数见 附表5。 及 p415附表 。 附表
由于[Ag + ]很小，所以 0.1 –x) molL-1 ≈0.1 molL-1 , 将平衡浓 很小， 由于 很小 所以( 的表达式子度代入K 的表达式： 的表达式子度代入 f的表达式： ( 0.10–x)/x ( 2x) 2 = K稳 =1.1×10 7 × x = 1.1 ×10 –3
则有： 设第二情况下Ag +的浓度为y mol L-1 ，则有： 第二情况下Ag 的浓度为y molL Ag + + 2NH3 Ag(NH3)2+ 起始时/ 0.1 0.1 起始时 molL-1 0 平衡时/molL-1 平衡时 y 0.1+ 2y 0.1-y
由于[Ag + ] 很小，所以 很小，所以(0.1+ 2y ) molL-1 ≈0.1 molL-1 由于 (0.1-y ) molL-1 ≈0.1 molL-1 将平衡浓的表达式子度代入K 的表达式： 将平衡浓的表达式子度代入Kf的表达式： ( 0.1 –y)/y (0.1+ 2y ) 2 = Kf =1.1×10 7 × y = 8.93 ×10 –7 由计算可知， 由计算可知，y 稳定性更强 稳定性更强。 < x,说明配位剂过量时， x,说明配位剂过量时，配合物的 说明配位剂过量时
例 试分别计算0.1 molL-1 [ Ag(NH3)2]+ 溶液和含有 溶液和含有 molL-1氨 含有0.1 试分别计算 水的0.1 molL-1 [ Ag(NH3)2]+溶液中 +的浓度。 溶液中Ag 的浓度。 水的 已知K 已知 稳, Ag(NH3)2+ =1.1×107 × 解：设0.1 molL-1 [ Ag(NH3)2]+溶液中Ag +的浓度为x molL-1 ， 溶液中 的浓度为 则有： 则有： Ag + + 2NH3 ——— Ag(NH3)2+ 起始时/ 0 0 0.1 起始时 molL-1 平衡时/molL-1 平衡时 x 2x 0.1 -x
溶解于1L浓氨水中 例1：（1）0.1mol AgCl溶解于 浓氨水中，求浓氨水的最低 ： ） 溶解于 浓氨水中， 浓度？已知K 浓度？已知 f, Ag(NH3)2+ =1.1×107，Ksp,AgCl=1.77×10-10 × × ）＋2NH3 = [Ag（NH3）2]＋＋Cl－ K 解： AgCl（s）＋ （ ）＋ （ x 0.1 0.1 平衡时 K sp 即： AgCl（s）= Ag＋ ＋ Cl－ （） Ag＋ ＋ 2NH3 = [Ag（NH3）2]＋ Kf （ 则 ：K= KspKf 又 K= [ Cl－][ [Ag（NH3）2] ＋] [ （ = [NH3]2 0.1× 0.1×0.1 x2
2.金属离子的电子构型 金属离子的电子构型 （1）8e-构型的金属离子 ） 如碱金属、碱土金属离子及B 如碱金属、碱土金属离子及 3+、Al3+、 Si4+、Sc3+、Y3+、La3+、Ti4+、Zr4+、Hf4+等 离子。一般而言， 离子。一般而言，这一类型的金属离子形成配 合物的能力较差 合物的能力较差，它们与陪体的结合力主要是 静电引力，因此， 静电引力，因此，配合物的稳定性主要决定于 中心离子的电荷和半径， 中心离子的电荷和半径，而且电荷的影响明显 大于半径的影响。 大于半径的影响。
溶液中加入KCl固体，使Cl-浓度为 固体， 例2：在0.10mol/L[Ag(CN)2]-溶液中加入 ： 固体 0.1mol/L，会有何现象发生？已知： ，会有何现象发生？已知： Kf, Ag(CN)2-=1.25×1021;Ksp,AgCl=1.8×10-10 × ×
Ag+ + 2CN- = Ag（CN)2解： （ 2x 0.1-x 平衡浓度 x Kf=(0.1-x)/x(2x)2=1.25×1021 × x=2.7×10-8 × 即[Ag+]=2.7×10-8 mol/L × J=cAg+cCl-= 2.7×10-8×0.10=2.7×10-9 × × J>Ksp,AgCl，因此会有 沉淀从溶液中析出。 沉淀从溶液中析出 ，因此会有AgCl沉淀从溶液中析出。