¿Contiene la mezcla de una reacción de intercambio de ligando todos los complejos obtenidos en las reacciones de parte?

Question

Un intercambio de ligando reacción consiste en muchas parte de las reacciones. Así, ¿la mezcla de contener todos los complejos de esas reacciones?

Citando un ejemplo de ChemGuide:

Esto puede ser escrito como una reacción de equilibrio para mostrar el efecto general:

$$\ce{[Cu(H2O)6]^2+ + 4NH3 <=> [Cu(NH3)4(H2O)2]^2+ + 4H2O}$$

De hecho, las moléculas de agua se sustituye una por una, y así este se compone de una serie de reacciones:

$$ \begin{align} \ce{[Cu(H2O)6]^2+ + \color{blue}{NH3} &<=> [Cu\color{blue}{(NH3)}(H2O)5]^2+ + H2O}\\ \ce{[Cu\color{blue}{(NH3)}(H2O)5]^2+ + \color{blue}{NH3} &<=> [Cu\color{blue}{(NH3)2}(H2O)4]^2+ + H2O}\\ \ce{[Cu\color{blue}{(NH3)2}(H2O)4]^2+ + \color{blue}{NH3} &<=> [Cu\color{blue}{(NH3)3}(H2O)3]^2+ + H2O}\\ \ce{[Cu\color{blue}{(NH3)3}(H2O)3]^2+ + \color{blue}{NH3} &<=> [Cu\color{blue}{(NH3)4}(H2O)2]^2+ + H2O}\\ \end{align}$$

Y si sí, entonces, que el complejo tiene la concentración más alta?

Answer 1

Sí, todos los complejos de todas estas reacciones van a estar presentes, y algunos más. Esencialmente Loong hizo todas las matemáticas en su respuesta a: ¿por Qué está ligando la sustitución parcial con cobre(II) y los iones de amoníaco?

Vamos a acortar esta un poco y escribir la reacción general de la ecuación: \begin{align} \ce{[Cu(H2O)_{(7-n)}]^2+ + n NH3 &<=> [Cu(NH3)_n(H2O)_{(6-n)}]^2+ + n H2O};& n&\in\{\mathbb{N}; 1,\dots,6\} \end{align} Por lo tanto, podemos escribir la general de la constante de equilibrio: \begin{align} K_n &= \frac{{\left[ \ce{[Cu(NH3)_n(H2O)_{(6-n)}]^2+} \right]}} {{\left[ \ce{[Cu(H2O)_{(7-n)}]^2+} \right]\left[ \ce{NH3} \right]^n}}\\ % K_\mathrm{B} &= % \frac{{\left[ \ce{[Cu(NH3)6]^2+} \right]}} % {{\left[ \ce{[Cu(H2O)6]^2+} \right]\left[ \ce{NH3} \right]^6}} % &&= \prod_{n=1}^{6} K_n \end{align}

Ya que todas las reacciones están en equilibrio, todas las posibles especies que existen, a pesar de que podría no ser cuantificables. El general de equilibrio depende de la concentración de las especies, especialmente el amoníaco.

Si $[\ce{NH3}]$ es bajo, a continuación, un complejo con menor $n$ será más estable, si usted va a concentraciones más altas, mayor $n$ será preferido.

En todo esto cabe mencionar que también existen complejos con la vacante de coordinación sitios de $\square$, como nada en el medio $$\ce{[Cu(H2O)5\square_1]^2+},\dots, \ce{[Cu(H2O)3(NH3)2\square_1]^2+},\dots, \ce{[Cu(NH3)5\square_1]^2+},\\ \left(\ce{[Cu(H2O)4\square_2]^2+},\dots,\ce{[Cu(NH3)4\square_2]^2+}\right),$$ y posiblemente otros.