REAKCIJE U SLOŽENIM
HOMOGENIM SISTEMIMA
U realnim otopinama paralelno se odvijaju reakcije
prijelaza protona, prijelaza elektrona i reakcije stvaranja i
raspadanja kompleksa.
Tada dolazi do utjecaja jedne reakcije na drugu, što uvijek
izaziva pomak kemijske ravnoteže.
Poznavanjem osnovnih zakonitosti, vrijednosti konstanti i
njihovog značenja, omogućuje nam PREDVIĐANJE
REAKCIJA u složenim sistemima.
3
2 3 15,3
NE
3,2
K
3
2 3 12,1NEST
2
ST2
K
Fe FFeF Fe F 10
H FH F HF 10
HF
Fe HFFeF H Fe HF
Fe
10FeF H
F
K
K
K
K
Reakcije prijelaza protona i iona
Primjer: Utjecaj pH-vrijednosti medija na stvaranje FeF2+!!!
3
2 3 15,3
NEST2
3
2 3 12,1
3,
NES
K
2
K
T
2
Fe FFeF Fe F 10
FeF
H FH F HF 10
H
Fe HFFeF H Fe HF 10
e
F H
F
F
K
K
K
K
Reakcije prijelaza protona i iona
Primjer: Utjecaj pH-vrijednosti medija na stvaranje FeF2+!!!
3
2 3 15,3
NEST2
3,2
K
2
3
12,1NEST
2K
3
Fe FFeF Fe F 10
FeF
H FH F HF 10
HF
FeF HFe HF
10Fe HFFeF
H
K
K
K
K
Reakcije prijelaza protona i iona
Primjer: Utjecaj pH-vrijednosti medija na stvaranje FeF2+!!!
+
3
2 3 15,3
NEST2
3,2
K
3
2 3 12,1NEST
2K
Fe FFeF Fe F 10
FeF
H FH F HF 10
HF
Fe HFFeF H Fe HF 10
FeF H
K
K
K
K
Reakcije prijelaza protona i iona
Primjer: Utjecaj pH-vrijednosti medija na stvaranje FeF2+!!!
+
3
2 3 15,3
NEST2
3,2
K
3
2 3 12,1NEST
2K
Fe FFeF Fe F 10
FeF
H FH F HF 10
HF
Fe HFFeF H Fe HF 10
FeF H
K
K
K
K
Reakcije prijelaza protona i iona
Primjer: Utjecaj pH-vrijednosti medija na raspad (stvaranje) FeF2+!!!
+
2
3 NEST
K
23
2 K K
NEST NEST
FeF HFe pH
HF
Fe HF HFFeF pH
H H
Kf
K
K Kf
K K
Utjecaj pH-vrijednosti na disocijaciju kompleksa
Vrlo stabilne komplekse stvara živa(II) sa cijanid ionom.
Sumarna reakcija će ovisiti o konstantama stvaranja (odnosno
raspada) kompleksa i konstanti kiseline.
42
2 2 42
NEST4 2
4
10
K
42
2 2 5NEST
4 44 2K
4
Hg CNHg CN Hg 4CN 3,33 10
Hg CN
H CNH CN HCN 6,31 10
HCN
Hg HCNHg CN 4H Hg 4HCN 2,10 10
Hg CN H
K
K
K
K
+ ·4
Primjer: Utjecaj pH-vrijednosti medija na raspad (stvaranje) Hg(CN)42-!!!
Redukcija Fe3+ iona definirana je Nernstovom jednadžbom:
U vodi se Fe3+ ioni ponašaju kao kiselina:
Povećanjem pH-vrijednosti reakcija se pomiče u desno, smanjuje se
koncentracija Fe3+ iona, i smanjuje se potencijal sistema Fe3+/Fe2+, čime je
smanjena oksidacijska moć sistema.
Reakcije prijelaza elektrona i iona
Primjer: Redukcija Fe3+ iona!!!
3
3 2 0
2
FeFe e Fe 0,059log
FeE E
23
2Fe H O Fe OH H
Sumarna jednadžba glasi:
Dolaze do izražaja dva fenomena:
1. oksido-redukcijska svojstva variraju sa promjenom pH-vrijednosti
2. oksidacija Fe2+ u Fe(OH)2+ povećava kiselost otopine
Reakcije prijelaza elektrona i iona
2 22 2
3 2
2 3
2
2 2
2
2
0
2Fe OH /Fe Fe OH /Fe
Fe e Fe
Fe OH H Fe H O
Fe OH H e Fe H O
Fe OH H0,059log
FeE E
Izraz za ukupni potencijal sistema može se doraditi:
2 22 2
2 22 2
2
0
2Fe OH /Fe Fe OH /Fe
2
0
2Fe OH /Fe Fe OH /Fe
Fe OH H0,059log
Fe
Fe OH0,059pH 0,059log
Fe
E E
E E
Kromat ion služi kao reagens za dokazivanje teško topljivih
metalnih kromata.
Njegov stupanj oksidacije ovisi o pH-vrijednosti medija kao i o
potencijalu analizirane vode.
U kiseloj otopini se odvija slijedeća reakcija:
Cr2O72- + 14H+ + 6e- 2Cr3+ + 7H2O
142
2 70
23
2
2 70
23
2
2 70
23
Cr O H0,059log
6 Cr
Cr O14 0,0590,059 pH log
6 6 Cr
Cr O0,14 pH 0,001 log
Cr
E E
E E
E E
Ovisnost oksidacijskog stupnja i pH za ione kroma
Permanganat ion djelovat će kao jaki oksidans u kiselom mediju.
Smanjenjem potencijala i kiselosti medija, permanganat ion se reducira do
Mn(IV) ili Mn(II):
8
40
2
40
2
MnO H0,059log
5 Mn
MnO8 0,0590,059 pH log
5 5 Mn
E E
E E
Ovisnost pH i potencijala otopine za ione mangana
SELEKTIVNA OKSIDACIJA KMnO4
2
2
2Br Br 2e
2Cl Cl 2e
2
4 2MnO 8H 5e Mn 4H O
Promjenom pH medija može se dokazati krom(III) uz mangan(II). U
kiselom mediju odvijaju se slijedeće reakcije:
Obojeni kompleksi Cr2O72- (žut) i MnO4
- (ljubičast) ne mogu se zajedno
dokazati zbog prikrivanja boja.
U alkalnom mediju se mangan(II) istaloži, pa se može vizualizirati žuta
boja kompleksa kroma(VI):
3 2
2 2 7
2
2 4
2Cr 7H O Cr O 1 4H 6e
Mn 4H O MnO 8H 5e
3 2
4 2
2
2
Cr 8OH CrO 4H O 3e
Mn 2OH Mn OH