ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Комплексные кислоты и основания из "Комплексные соединения" Если при растворении какого-то вещества в воде это соотношение не изменяется, то полученный раствор тоже имеет нейтральную реакцию. Растворенное же вещество в этом случае не обладает ни кислотными, ни основными свойствами. [c.132] В большинстве случаев растворы все же имеют либо кислую, либо щелочную реакцию. Если раствор является кислым, в нем преобладают ионы водорода, т. е. [Н+] [ОН ] . Растворенное вещество в этом случае обладает кислыми свойствами. Они могут быть обусловлены отщеплением ионов водорода, в результате чего концентрация последних по сравнению с дистиллированной водой увеличивается, а концентрация гидроксид-ионов уменьшается. Как известно, такие вещества называются кислотами, а отщепление ионов водорода — диссоциацией. Однако кислая реакция раствора может быть обусловлена и тем, что растворенное вещество присоединяет гидроксид-ионы. В этом случае говорят о гидролизе растворенного вещества. [c.132] Щелочная реакция раствора, в свою очередь, может быть вызвана отщеплением от растворенного вещества гидроксид-ионов. Такие вещества являются основаниями. Однако щелочная реакция может быть вызвана также присоединением ионов водорода в результате гидролиза растворенного вещества. [c.132] Рассмотренные общие положения могут быть распространены и на водные растворы комплексных соединений. При этом кислотно-основные свойства последних можно качественно достаточно хорошо объяснить с помощью электростатической теории образования комплексных соединений. [c.133] Формула полученной комплексной кислоты обычно изображается так Нг [РЮ4 (0Н)2]. [c.133] Следует отметить, что радиусы обоих комплексообразователей (Со и Р( +) одинаковы и равны О, 64А. Поэтому здесь сказывается только влияние увеличения заряда. [c.135] Равновесие диссоциации может быть полностью смещено вправо только в присутствии щелочей, связывающих ионы водорода. Тем не менее формулу угольной кислоты обычно пишут Н2СО3. [c.136] Влияние природы комплексообразователя на кислые свойства кислородсодержащих кислот можно проследить, сопоставляя свойства этих соединений в пределах элементов одного периода. В качестве примера рассмотрим кислородсодержащие кислоты элементов третьего периода. [c.136] В периоде слева направо, т. е. от кремния к хлору, радиус комплексообразователя уменьшается и заряд его увеличивается. Это вызывает увеличение интенсивности электростатического поля комплексообразователя и тем самым увеличение кислотных свойств соответствующих кислородсодержащих кислот. Как видно из приведенных значений и кремниевая кислота является очень слабой кислотой, в то время как фосфорная представляет собой уже кислоту средней силы. Серная кислота в первой степени почти полностью диссоциирована, а хлорная в водных растворах существует только в виде ионов Н и [0164]. Последняя является самой сильной из всех кислородсодержащих кислот. [c.136] Комплексные основания состоят из комплексных катионов и гидроксид-ионов. Размеры комплексных катионов всегда намного превышают размеры комплексообразователей, т. е. простых ионов. Например, радиус двухзарядного иона никеля равен 0,78 А, а радиус комплексного иона [N1 (ННз)в] уже 7,58 А. Ясно, что интенсивность создаваемого такими большими катионами электростатического поля весьма низкая. Поэтому находящиеся во внешней сфере гидроксид-ионы катионом притягиваются слабо и все комплексные основания (кроме [1МН4]0Н) являются сильными основаниями, гораздо сильнее соответствующих гидроксидов металлов. Например, [N1 (МНз)е] (0Н)2 гораздо сильнее, чем N1 (ОН)2, [Со (МНз)б1 (ОН)з — чем Со (ОН)з и т. д. [c.137] При любой замене всех водородов и ионе аммония водородная связь образоваться уже не может и гидроксид-ионы отщепляются легко. Поэтому четвертичные аммониевые основания [R1R2R3R4N] ОН принадлежат к сильным основаниям (R , Rj, R3, R4 — различные органические радикалы). [c.137] Выше было сказано (см. стр. 132), что кислые или основные свойства комплексных соединений могут быть обусловлены не только отщеплением ионов Н+ или ОН , но также их присоединением. Последний процесс аналогичен гидролизу солей. Рассмотрим некоторые примеры. [c.138] Если подействовать водным раствором аминокислоты гликоколя НзН — СНг — СООН на гидроксид меди (И) Си (ОН)2, то последний растворяется и получается сине-фиолетовый раствор. При выпаривании этого раствора осаждается синее вещество, содержащее на один атом меди два остатка гликоколя. Изучение электропроводности водного раствора синего вещества показывает, что оно является неэлектролитом. [c.138] Более подробное изучение свойств синего вещества полностью подтверждает правильность этой формулы. [c.139] Поэтому такие комплексные соединения называются либо хелатами , либо клешневидными соединениями, либо просто циклическими комплексными соединениями. Мы будем пользоваться названием хелат , являющимся по существу международным и все более проникающим в советскую химическую литературу. [c.139] Хелатами называются комплексные соединения, в состав которых входят циклические группировки, включающие комплексообразователь. [c.139] Экспериментальные данные свидетельствуют о том, Что наиболее устойчивыми являются пяти- и шестичленные циклы. В рассмотренном выше соединении меди с глико-колем имеются пятичленные циклы, образованные двумя атомами углерода, атомами меди, азота и кислорода. Известны также комплексные соединения с семи- и восьмичленными циклами, а также соединения с четырехчленными циклами, но они менее устойчивы. Комплексные соединения с четырехчленными циклами образуются в случае координирования ионов карбоната, сульфата, сульфита, тиосульфата, мо ибдата, хромата и др., если они осуществляют связь с комплексообразователем двумя атомами кислорода (см. стр. 12). Существование трехчленных циклов не обнаружено. [c.140] Наличие в хелатах циклических группировок очень сильно увеличивает их устойчивость по сравнению с соединениями подобного состава, но не имеющими циклы. Это относится как ктермической устойчивости, так и к устойчивости внутренней сферы в водных растворах. Например, известны хелаты, которые не разлагаются даже при 500°. Влияние циклов на устойчивость внутренней сферы в водных растворах можно показать сопоставлением количественных данных по диссоциации иона триэтилендиамин-кобальта (3+) с одной стороны, и иона гексаммин-ко-бальта (3+) с другой. [c.140] Вернуться к основной статье