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