Molekul air memiliki sifat ikatan, karena mereka memiliki pasangan elektron yang tidak digunakan bersama.
Ketika kation logam, yang memiliki kemampuan untuk membentuk kompleks, ditempatkan dalam air, mereka tidak tetap dalam bentuk ion sederhana.
Tetapi mereka membentuk ion berair kompleks, yang diwakili oleh rumus umum:
Proses pembentukan kompleks baru, ketika pengikat lain diperkenalkan, tidak boleh dianggap sebagai proses langsung ikatan antara kation logam dan pengikat yang ada, melainkan sebagai proses substitusi molekul air (pengikat). kompleks berair oleh ikatan yang lebih stabil.
Contoh: Ketika Cu 2+ ditempatkan dalam air, ia tetap dalam bentuk kompleks berair
[Cu (H 2 O) 4 ] 2+
Ketika amonia (NH 3 ) secara bertahap ditambahkan ke larutan ini, molekul air dari kompleks berair digantikan oleh molekul amonia, dengan pembentukan pertama kompleks air-amonia, kemudian kompleks amonia:
Dengan cara ini, kompleks apa pun secara bertahap diubah menjadi kompleks yang lebih stabil.
Substitusi dari satu penaut ke yang lain, bersama dengan atom logam, dapat terjadi pada tingkat yang berbeda, yang memungkinkan untuk mengklasifikasikan kompleks sebagai labil, ketika substitusi penaut terjadi dengan cepat, atau inert ketika substitusi lambat.
Agar dianggap labil, pertukaran pengikat dalam kompleks harus dilakukan dalam waktu kurang dari satu menit, pada 25 ° C dan dalam larutan 0,1 M (berdasarkan konvensi).
Kebanyakan kompleks, termasuk yang berair, labil.
Konstanta ini mendefinisikan hubungan antara konsentrasi ion kompleks logam dan konsentrasi ion logam dan pengikat bebas dalam larutan. Akibatnya, semakin tinggi nilai K, semakin besar stabilitas kompleks logam.
Ketika sampai pada pembentukan kompleks yang melibatkan tahapan reaksi berturut-turut, seperti pada contoh di bawah ini:
Konstanta k1, k2, k3, kn dikenal sebagai “konstanta pembentukan parsial” dan hasil kali dari mereka adalah “konstanta pembentukan absolut atau total”.
Menggabungkan semua persamaan di atas dengan perkalian menghasilkan:
Dimana k = konstanta stabilitas atau konstanta pembentukan kompleks.
Faktor-faktor yang mempengaruhi keseimbangan – Pengaruh pH pada keseimbangan kompleks logam
Banyak agen pengompleks dan pengkelat adalah basa Lewis (yaitu, mampu menyumbangkan pasangan elektron) dan juga basa Bronsted (yaitu, mampu menerima proton) dan akibatnya akan terpengaruh oleh perubahan pH.
Reaksi khelatometri dipengaruhi oleh pH, karena zat pengkhelat tidak sepenuhnya hadir dalam bentuk ion pengkhelat bebas, yaitu ion hidrogen bersaing dengan ion logam dalam khelat.
Dengan demikian, pembentukan kompleks dapat digambarkan dengan persamaan (1):
Dimana persamaan kesetimbangannya adalah (2):
Yang juga dapat diartikan secara terpisah sebagai berikut (3)
kamu
Membagi ekspresi (6) dengan (4) kita akan memiliki:
Dari mana, membandingkan dengan persamaan KH dan L (4), dapat diambil bahwa:
Dimana KH dan L adalah konstanta stabilitas kompleks dengan proton (juga disebut konstanta ionisasi untuk kasus aminopolikarboksilat).
Sementara itu, setiap tahap ionisasi asam aminopolikarboksilat ditentukan oleh konstanta ionisasi.
Akibat kebasaan ini (kecenderungan untuk bereaksi dengan proton) yang terdapat pada ion pengkelat L adalah bahwa pembentukan kompleks merupakan fungsi dari pH.
Jadi, konstanta pembentukan semu atau konstanta stabilitas efektif suatu kompleks pada pH tertentu dapat ditentukan dengan persamaan:
Dimana [L’ H ] menunjukkan konsentrasi total zat pengkelat yang tidak terikat pada logam, pada pH tertentu. Dengan cara ini, kita mendapatkan konsentrasi total [L ‘ H ]:
Mengganti nilai [HL], [H2L] dll., dengan nilai yang diberikan oleh konstanta ionisasi parsial (9) hingga (11), kami memperoleh:
Namun istilah [L’H] juga dapat diperoleh dari ekspresi:
Dimana H adalah hasil bagi antara konsentrasi total zat pengkelat yang tidak terikat pada logam pada pH tertentu adalah konsentrasi total zat pengkelat.
Mengganti nilai persamaan (16) di (14), kami memiliki:
Dengan bantuan ekspresi yang disajikan, dimungkinkan untuk mengekstrak nilai konstanta stabilitas nyata pada pH tertentu menjadi sebagai:
Dimana K adalah konstanta stabilitas mutlak.