Kompleks hosil qilish reaksiyalarida muvozanat
![5-MAVZU
KOMPLEKS HOSIL QI LISH REAKSIYALARIDA MUVOZANAT.
Reja :
1. Analitik kimyoda ishlatiluvchi kompleks birikmalarning turlari: birikish va kiritish
komplekslari.
2. Kompleks birikmalar kimyosining shakllanish bosqichlari.
Kompleks birikmalarda muvozanat.
3. Komplekslarning barqarorlig i.
4. Bosqichli komplekslanish. Komplekslanishning moddalarni topish, niqoblash, kam
eruvchan birikmalarni eritish, kislota -asoslik xossalarini va oksidlanish -qaytarilish
potensiallarini o’zgartirish maqsadida ishlatilishi.
5. Organik analitik reagentlar, ular ning selektivligi va sezuvchanligi.
6. Funksional analitik va aktiv analitik guruhlar.
8. Ichki kompleks birikmalar.
Kimyoviy tahlilda kompleks birikmalardan ham keng foydalaniladi. Ular tarkibi va
xossalari jihatdan qo’sh tuzlardan farq qi ladi. Hatto qo’sh tuzlar ham: eritmada dissotsiyalanib,
tegishli oddiy tuzlarning hamma ionlarini hosil qiladi, ya’ni ular oddiy tuzlarning aralashmasidek
bo’ladi:
Ushbu holda Fe 2+ borligini (NH 4)2S, NH 4+ borligini NaOH va borligini esa BaC l2
eritmalari yordamida tekshirib dissotsiyasilanishda hosil bo’lgan ionlarni alohida aniqlash
mumkin.
Kompleks birikmalar esa ulardan farq qilib, dissotsiyalanganda kompleks ion va tashqi
sferadagi ionga dissotsiyalanadi.
Masalan:
Kompleks birikma molek ulalari ichki va tashqi sferadan tuzilgan buladi. Ichki sfera
kompleks xosil kiluvchi ion (markaziy atom)dan va u bilan bevosita birikkan ligand
(addend)lardan, tashki sfera esa musbat yoki manfiy zaryadli ionlardan iborat. Kompleks xosil
kiluvchi ionda ko ordinatlangan addendlarning umumiy soni kompleks xosil kiluvchi ionning
koordinasion soni deyiladi. Komplekslarning tabiati A.VepHepHing koordinasion nazariyasi
(1891) bilan tushuntiriladi. A.VepHepHing koordinasion nazariyasiga muvofiq kompleks
birikma mo lekulasida markaziy o’rinni markaziy ion (kompleks hosil qiluvchi), u ionning
atrofini manfiy zaryadlangan yoki neytral zarrachalar - ligandlar (addend) egallaydi. Markaziy
ionga birikuvchi ligandlar soni kompleks hosil qiluvchi ionning tabiatiga mos bo’lib, unga
koordinasion son deyiladi. Koordinasion son 2, 4, 6, ayrim hollarda 8 ga teng bo’lishi mumkin.
Bir ionning o’zi turli birikmalarda turlicha koordinasion songa ega bo’lishi ham mumkin.
Kompleks birikmalar kristall holatida ham, eritmada ham musbat yoki manfiy zaryadli murakkab
ionlar bo’lib tarkibiy qismlarning qo’shilishidan hosil bo’ladi: Fe(CN) 2+4KCN K4[Fe(CN) 6].
Analitik kimyoda ishlatiladigan komplekslar ligandlarining tabiati, zaryadi, xossalari bilan
farqlanadi.
Kompleks ionlarinin g zaryadi kompleks xosil kiluvchi ion bilan addend zaryadlarining
algebrik yigindisiga teng. Masalan [F(CN 6)]4- anionining zaryadi +2 + ( -6) = -4 ga teng.
Kompleks hosil bo’lishida donor -akseptor (koordinasion) bog’lanish muhim hisoblanadi.
Komplekslarn ing ko’pchiligi bir necha bosqichli hosil bo’ladi. Bu jarayonni kompleks hosil
bo’lish konstantasidan kuzatish mumkin. Masalan, kadmiyning ammiakati quyidagicha hosil
bo’ladi:
Cd 2+ + NH 3 [Cd(NH 3)]2+ pK 1=2,65
[Cd(NH 3)] 2+ + NH 3 [Cd(NH 3)2] 2+ pK=2,10
[Cd(NH ) 2] 2+ + NH 3 [Cd(NH 3)3] 2+ pK=1,44](https://docx.uz/documents/5e8b844c-2b18-4207-ae00-492f508d1734/page_1.png?v=1)
![[Cd(NH ) 3] 2+ + NH 3 [Cd(NH 3)4] 2+ pK=0,93
Bundan ko’rinishicha, eng avvalo koordinasion soni birga teng bo’lgan eng oddiy
kompleks, keyin koordinasion son ikki, uch, to’rt va h.k. bo’lgan komplekslar hosil bo’ladi.
Kompleks birikmalar juda kam miqdorda bo’lsa ham tashkil etuvchi ionlarga ajraladi.
Kampleksning ionlarga ajralish k ursatgichi bo’lib uning beqarorlik konstantasi xisoblanadi.
Amalda komplekslarning beqarorlik konstantalariga teskari bo’lgan barqarorlik konstantalari
keng qo’llaniladi. Yuqoridagi misolda hosil bo’lgan [Cd(NH 3)42+] kompleks tarkibiy qismlarga
teskari tar tibda parchalanadi. Bu jarayonni tasvirlash uchun beqarorlik yoki uning teskari bo’lgan
barqarorlik konstantalaridan foydalaniladi. [Cd(NH 3)4]2+ [Cd(NH 3)3] 2++ NH 3. Bu jarayonga
massalar ta’siri qonuni tadbiq etilsa:
K1=[NH 3][Cd(NH 3)32+]/[Cd(NH 3)42+]
ho sil bo’ladi . Bunga teskari qiymat:
1=[Cd(NH 3)42+]/[Cd(NH 3)32+][NH 3],
Komplekslarning barqarorlik konstantalari qancha katta bo’lsa, kompleks shuncha
barqaror bo’ladi. Barqarorlik konstantasining tenglamasidan eritmada ligand konsentrasiyasini
os hishi kompleks ion dissosiasiyasining kamayishiga olib kelishini va aksincha ligandning
konsentrasiyasini kamayishi kompleks ionni dissosiasiyasining oshishiga olib kelishini kuramiz.
Komplekslarning barqarorlikdan tashqari analiz uchun muhim bo’lgan eruvc hanlik, ranglilik va
uchuvchanlik xossalari ma’lum. Komplekslarning rangliligi ionlarni topish va aniqlashda
muhim ahamiyaga ega.
Komplekslarning analizda ishlatilishi.
1. Kompleks birikma xosil bulish reasiyalaridan analitik kimyoda ayrim ionlar
uchun s ezgir va xususiy reaksiyalar sifatida foydalaniladi. Masalan: Fe 3+ ioni berlin lazuri
Fe 4[Fe(CN) 6]3 kurinishida, Fe 2+ ioni esa tupHbul kuki Fe 3[Fe(CN) 6] kompleks tuzlari
kurinishida aniklanadi.Kompleks birikmalar kam eruvchan moddalar xolida cho’kmag a
tushadi.
2K + + Na 3[Co(NO 2)6] K2Na[Co(NO 2)] (cariq) + 2Na +
4Fe 3+ + 3K 4[Fe(CN) 6] Fe 4[Fe(CN) 6]3 (ko’k) + 12K + ,
3Fe 2+ + 2K 3[Fe(CN) 6] Fe 3[Fe(CN) 6]2 (ko’k) + 6K + ,
2Su 2+ + K 4[Fe(CN) 6] Su 2[Fe(CN) 6] (qizil) + 4K +.
2.Kompleks xosil bulishidan analizda ionlarni ajratishda foydalaniladi. Masalan:
Tarkibida Cu 2+ va Pb 2+ ionlari bulgan eritmaga ammiak eritmasi ta’sir ettirilganda mis ioni
eruvchan kompleks ion [Cu(NH 3)]2+ xosil kiladi, ku rgoshin ioni esa asos xolida chukmaga
tushadi.
3.Kompleks ionlarning xosil bulish reasiyalaridan analizga xalakit beruvchi ionlarni
nikoblashda xam foydalaniladi. Masalan: Fe 3+ ionining N 3RO 4 yordamida mustaxkam kopleks
[Fe(PO 4)2]3- ioni holida niqoblash mumkin. Bunday ko’plab boshqa misollarni keltirish mumkin.
4.Analizda ayrim chukmalarni eritish uchun xam komplekslarni xosil bulishidan
foydalaniladi. Masalan: kislotalarda erimaydigan AgCl chukmasi NH 4OH da erib, [Ag(NH 3)2]Cl
kompleks tuzini xosil kila di. Kompleks hosil bo’lish natijasida hatto oltin metali ham eriydi,
buning uchun kislorod ishtirokida natriy (kaliy) sianid ta’sir ettiriladi.
4Au + 8NaCN + 2O 2 4Na[Au(CN) 2] + 4NaOH.
Sianidlar mis(II) sulfidi, nikel (II), kadmiy, simob (II),rux oksidl ari va gidroksidlarini
kompleksga bog’lab, eritadi.
5. Komplekslar hosil bo’lishidan birikmalarning kislota -asos xossalarini o’zgartirish
uchun foydalanish mumkin. Masalan, borat kislotaning suvli eritmasiga gliserin gliserin kislota
hosil bo’lib, proton v a borat orasidagi bog’lanish susayadi, natijada kislota kuchayadi.
Alyuminiy gidroksidning asoslik xossalarini kuchaytirish uchun unga ftorid ion qo’shiladi,
natijada geksaftorid kompleks ioni hosil bo’ladi va gidroksil ion erkinlashib, alyuminiy
gidroksid ning asosliligi kuchayadi: Al(OH) 3 + 6F - [AlF 6]3- + 3OH -.
6.Kompleks hosil bo’lishi moddalarning oksidlanish -qaytarilish potensiallarining
o’zgarishiga olib keladi, demak, bundan oksidlanish -qaytarilish reaksiyalarining yo’nalishini](https://docx.uz/documents/5e8b844c-2b18-4207-ae00-492f508d1734/page_2.png?v=1)
![boshqarishda foydala nish mumkin. Masalan, temir (II) ionini yod yordamida oksidlab
bo’lmaydi, agar eritmaga oz miqdorda fosfat yoki oksalat kislota, ftorid ion qo’shilsa, juda
kam miqdorda hosil bo’ladigan temir (III) ion quyidagi tarkibli komplekslardan biriga
bo g’lanadi: [Fe(PO 4)2]3-, [FeF 6]3-, [Fe(C 2O4)3]3-.
Shuni ham aytish kerakki, ayrim hollarda komplekslarning hosil bo’lishi analizga xalaqit
berishi ham mumkin. Masalan, ON - ionlari bilan cho’ktiriluvchi ko’pgina kationlar ayrim
organik moddalar (vino, olm a, limon kislotalari, gliserin va sh.k.) ishtirokida cho’kmaydi,
chunki bu moddalar mustahkam komplekslar hosil qiladi. Shu sababli analizni boshlashdan
oldin halakit beruvchi kompleks hosil qiluvchilar eritmadan yo’qotiladi.
Organik analitik reagent lar. Keyingi yillarda organik moddalar kationlar uchun xususiy
reagent sifatida keng kullanilmokda.Organik birikmalarning analitik kimyoda reativ sifatida
kullanishi M.A.Ilinskiy, L.A. Chugayev, I.I.ChepHyayev, A.K. Babkolar nomi bilan boglik.
Analitik kim yoda reaktiv sifatida -nitroza -naftol -C10H6(NO)(OH) (Ilinskiy reaktivi) kobalt
ionini, -dimetilglioksim -S4N8N2O2 (Chugayev reaktivi) nikel ionini, difenildiakarbazon
(ditizon) C 6H5N=N -CS -NHNHC 6H5 uchinchi analitik gruppa kationlarini, dipikrilamin -
[C 6H2(NO 2)3]2NH kaliy kationini, oksixinolin -S9N6NOH magniy kationini, alizarin -
S14N6O2(ON) 2 alyuminiy kationini, difenilamin -(S 6N5)2NH NO 2- anionini aniqlashda ishlatiladi.
Analitik kimyoda reaktiv sifatida ishlatiladigan organik moddalar ruyxatini yana dav om ettirish
mumkin.
Ichki kompleks birikmalar
Har xil ionlar bilan organik reaktivlardan hosil bo’ladigan kompleks birikmalar ichki
kompleks tuzlar yoki xelatlar deyiladi.
Agar organik birikma molekulasida shu kabi guruh bilan birga shu kation uchun ligand
rolini o’ynaydigan boshqa guruh bo’lsa, bu kation kislota guruhidagi H atomiga almashish bilan
birga ligand guruhi bilan koordinatsion bog’ orqali bog’lanishi mumkin. Buning natijasida ichki
kompleks tuzlar hosil bo’ladi. Masalan, mis glikolyat:
Sikli k tuzilishga ega bo’lgan kompleks birikmalar xelatlar deyiladi. Ularning tahlildagi
ahamiyati shundaki ular suvda qiyin eriydigan, tiniq rangli va ionlarga juda oz
dissotsiyallanadigan xossaga egadir.
Hozirgi paytda ko’pchilik kationlar bilan eruvchan komp lekslar hosil qiladigan organik
moddalar ham keng qo’llanilmoqda. Bunga kompleksonlar misol bo’lib, ular molekulasida
aminoguruh bo’lgan aminokislotalar ko’p asosli organik kislotalardir. (yoki ularning tuzlari)
nitroetiltriasetat:
Etilendiamintetraatse tatnatriy, ya’ni komplekson (III) yoki trilon -B.
Ni 2+ ning dimetilglioksim bilan bergan reaksiyasidan ham ichki kompleks tuz hosil boladi:](https://docx.uz/documents/5e8b844c-2b18-4207-ae00-492f508d1734/page_3.png?v=1)
![analitik shaklning xarakterli rangi, xalaqit beruvchi ionlarni yo’qotish,turli erituvchilarda har xil
taqsimlanishdan foydalanish, suvd a eruvchanlikning farqi, oksidlanish -qaytarilish xossalarini
o’zgaritirish lozim bo’ladi. OAR larning saralovchanligini haqiqiy va tuyuladigan
saralovchanlikka bo’lish mumkin. Haqiqiy saralovchan reaksiyalarga begona ionlar xalaqit
bermaydi. Tuyuladigan s aralovchan reaksiyalarda xalaqit bermaydigan ionlar OAR bilan
ta’sirlashadi, aniqlanuvchi va begona ionlar analitik shakllarining xossalari turlicha bo’ladi va
uni tegishli asbob yordamida farqlash mumkin.
Kompleks birikmalar bilan qushaloq tuzlar orasida farq yuq. Qushaloq tuzlarning
konsentrlangan eritmalarida oddiy ionlar bilan bir katorda kompleks ionlar ham, mavjud.
Masalan Mor tuzi eritmasida [Fe(SO 4)2]-2 ionlari va shunga uxshashlar bo’lishi tajribada
tasdiklangan. Boshqa tomondan kompleks ionlar ha m mos oddiy ionlarga ionlanadi. Bunga
keyingi tajribalarda ham ishonch hosil qilish mumkin.
Kumush nitrat eritmasiga hid hosil bo’lguncha ammoniy gidroksid eritmasi qo’yiladi.
Kumushning ammiakli kompleks tuzi [Ag(NH 3)2]NO 3 hosil bo’ladi. Buning natijasid a hosil
bo’lgan eritmaga KBrO 3 va KSI ta’sir ettirilganda AgVrO 3 va AgCI cho’kmaga tushmaydi.
Ammo eritma [Ag(NH 3)2]NO 3 ning alohida qismlariga Ag+ ioni bilan AgBr (sargish rangli),
sariq rangli va AgI (kora rangli) cho’kmalarni hosil qiladigan kumus h ioni reagentlari bo’lgan
kaliy bramid, kaliy yodid va vodorod sulpfid kabi reagentlarni ta’sir ettirsak, bu reaksiyalarni
bilan ham o’tkazish mumkin.
Kompleks birikmalarning konsentrasiyalari shuncha kuchni faqat mos
reagentlargina ta’sir ettirilganda e ng kam eriydigan tuzlar kumush bramid, kumush yodid
va kumush sulpfidning eruvchanlik ko’paytmaning qiymatiga ega bo’lishi mumkin. Lekin
nisbatan eriydigan tuzlar kumush bramad va kumush xloridning eruvchan
ko’paytmasining qiymatiga yetib bo’lmaydi. Kurila yetgan tuzning disosiasiyasi bosqichli
boradi:
1 - bosqich:
[Ag(NH 3)2]NO 3=[Ag(NH 3)2]+NO 3
Bu bosqichda berilgan birikma kuchli elektrolit kabi yaoni amalda tula ionlanadi.
Keyin kompleks ion bosqichli ionlanadi:
birinchi bosqich Ag(NH 3)2]+=AgNH 3+NH 3
[AgNH 3+][NH 3]
K[Ag(NH 3)2]+=
[Ag(NH 3)2+]
ikkinchi bosqich
AgNH 3+=Ag ++NH 3
[Ag +][NH 3]
K[AgNH 3]+=
[AgNH 3+] bo’ladi.
Kompleksning dissosiasiyasi kam darajada boradi va u berilgan komplesning alohida
bosqichlarini ionlanish konstantalari ko’paytmasidan iborat bo’lgan umumiy ionlanish
konstantasining qiymati bilan xarakterlanadi. Masalan:
[Ag +][NH 3]2
K,bekar=K[Ag(NH 3)2]+K[AgnH 3]+= =5.8*10 -8
[Ag(NH 3)2+]
Bu konstantaning qiymati qan chalik katta bo’lsa berilgan kompleks shunchalik kuchli
dissosiasiyalanadi va shunchalik beqaror bo’ladi. Bu konstanta kompleksning beqarorlik
konstantasi deyiladi yoki kompleksning ionlarga parchalanish konstantasi deyiladi. Beqarorlik](https://docx.uz/documents/5e8b844c-2b18-4207-ae00-492f508d1734/page_5.png?v=1)
![konstantasiga teska ri miqdor kompleksning hosil bo’lish konstantasi yoki barqarorlik konstantasi
deyiladi. Ular orasida quyidagicha nisbat bor.
Kbakra=1/Kbekar
Masalan, [AgS 2O3]- kompleksning beqarorlik konstantasi
1,5*10 -9ga, [Ag(CN) 2]-kompleksniki esa 1,4*10 -20 ga t eng. Shunday qilib yukorida ko’rsatilgan
kumushning uchala kompleks ionlari ichida [Ag(NH 3)2]+ kompleksi eng beqaror,
[Ag(CN) 2]- kompleksi esa eng barqarordir.
Maolum miqdordagi mos ligand tutgan kumushning kompleks birikmasiga shunda y hisobni
olib borish uchun kompleks ionining beqarorlik konstantasidagi kumushning konsentrasiyasini
hisoblash kerak. Keyin mos kam eriydigan birikmaning eruvchanlik ko’paytmasidan foydalanib
cho’ktiruvchi ionning eritmadagi minimal konsentrasiyasi qanday bo’lishini bilish kerak.
Masalan, [Ag(NH 3)2]+
kompleks ioni uchun:
[Ag+][NH 3]2
Kbekar = =5.8*10 -8
[Ag(NH 3)2+]
Kompleks tuzlarning xususiyatlar cho’kma hosil qilish reaksiyalarid a asosan
kompleksning beqarorlik konstantasi bilan cho’kma beruvchi birikmaning eruvchanlik
orasidagi nisbat bilan belgilanadi. Kbekar qancha katta va eruvchanlik ko’paytmasi
qancha kichik bo’lsa, cho’kma hosil bo’lishiga shuncha ko’p asos bo’ladi va ak sincha.
Cho’kma hosil qilish reaksiyasining borishi uchun eritma tarkibiga ligant sifatida kirgan
kompleksni tashkil kiluvchi ionlarning ortikcha miqdorda ishtiroq etishi kuchli ta’sir qiladi.
Addendlari juda kuchsiz kislota anionlaridan iborat bo’lgan k omplekslar eritmasiga kislota
kushilganda ham komplekslar buzilib ketishi mumkin, chunki bunda kam dissosilanadigan
kislota molekulalari hosil bo’ladi.
Xar xil kationlar bilan organiq reaktivlardan hosil bo’ladigan kompleks birikmalar odatda ichki
kompleks tuzlar deb ataladigan tuzlar tipiga kiradi va analitik ximiyada alohida ahamiyatga ega.
Organiq reaktivlarni anorganiq anazilga birinchi bo’lib M.A.Ilpinskiy kulladi. U 1884 yilda
kobalptni ochish uchun alpfa nitrozo betta naftodan foydalandi. Lekin organ ik reaktivlar
L.A.Chugayevning tadkikotlaridan so’nggina keng qo’llanila boshladi. Uning 1905 yilda tavsiya
kilgan organiq reaktivi - dimetilglioqsim xozirgacha nikelp kationini ochishda eng yaxshi reaktiv
hisoblanadi.
Organiq birikmalarning tuz hosil qil ish xossasi ularning molekulalarida kislota xususiyatiga ega
bo’lgan maplum atomlar gruppasi bo’lishiga boliq. Bo’lar tarkibidagi vodorod atomlari maplum
sharoitda metall atomlari bilan almashishga kobildir. Agar organiq birikma molekulasida mana
shunday b iror gruppa bilan birga shu kation uchun ligand rolini uynaydigan boshqa gruppa
bo’lsa, bu kation kislota gruppasidagi vodorod atomiga almashinish bilan bir katorda ligand
gruppasi bilan koordinasion bo orkali boplanishi mumkin. Buning natijasida hosil bo’ ladigan
tuzlar ichki kompleksion tuzlar deyiladi.
Polikislotalar kompleks birikmalarning alohida tipidir. Ular molekulasidagi kislorod
atomlarining bir qismi yoki hammasi kislotalar anionlari bilan almashtirilgan kislorodli
kislotalardir. Masalan, uzi komp leks ion bo’lgan SrO 4-2 ionidagi kislorod atomlarini xuddi
shu SrO 4-2 ionlari bilan almashtirib, turli polixromat kislotalar olinadi.
Kislorodlari shu kislota anionlari uzi bilan almashtirilgan kislotalar izopolikislotalar deyiladi.
Baozi xollarda anion kislorodi boshqa kislota anionlari bilan almashinadi. Masalan, fosfat kislota
(NH 4)3[PMO 12O40]*xH 2O tarkibli ammoniy tuz hosil qiladi. Bundan kurinadiki, fosfat
kislotaning kislorodi molibpdenat kislotaning anionlari bilan almashgan. Arsenat kislo ta ham
shunga uxshash birikma. (NH 4)3[AsMO 12O40]*yH 2O beradi.](https://docx.uz/documents/5e8b844c-2b18-4207-ae00-492f508d1734/page_6.png?v=1)
Kompleks hosil qilish reaksiyalarida muvozanat