Загальна характеристика комплексних сполук

Комплексні сполуки широко розповсюджені в природі. Такі важливі природні сполуки як гемоглобін, хлорофіл, деякі гормони, ферменти, вітаміни є координаційними сполуками.

Виключно важливі комплексні сполуки для аналітичної хімії. Якщо в результаті хімічної реакції утворюються координаційні сполуки, то при цьому може змінюватись забарвлення, кристалічна форма, розчинність. Комплекси, які мають погану розчинність, можуть бути використанні для аналітичних потреб. Інтенсивно забарвлені комплекси використовуються для колориметричних визначень. Комплекси мають більшу відносну молекулярну масу, ніж вихідна проста сіль, а тому мають переваги у гравіметричному аналізі, оскільки при цьому зменшується відносна похибка аналізу. Часто комплексоутворення застосовують для маскування йонів, що заважають аналізу. Координаційні сполуки застосовують як титранти чи індикатори у титриметричному аналізі.

В практиці якісного аналізу комплексні сполуки використовуються як реагенти для виявлення деяких катіонів і аніонів.

Так, для виявлення йонів Fe³⁺ використовують K₄[Fe(CN)₆], для виявлення йонів Fe²⁺ – K₃[Fe(CN)₆] та ін.

Процес комплексоутворення застосовується для розділення аналітичних груп катіонів і для відділення одних катіонів від інших. Наприклад, за кислотно-основною системою аналізу катіонів шоста група катіонів відділяється від п’ятої дією на суміш цих катіонів надлишком розчину амоніаку. При цьому утворюються розчинні комплексні амоніакати катіонів шостої групи – [Cu(NH₃)₄]²⁺, [Cd(NH₃)₄]²⁺, [Co(NH₃)₆]²⁺, [Ni(NH₃)₆]²⁺, [Hg(NH₃)₄]²⁺, які легко відділяються від нерозчинних у воді гідроксидів катіонів п’ятої групи – Fe(ОН)₃, Mn(OH)₂, Mg(OH)₂, Bi(ОН)₃ та ін.

Суть маскування йонів полягає в тому, що йон, який заважає виявленню інших йонів, зв’язується в стійкий комплекс, в результаті чого дія цього йона в розчині вже не проявляється. Наприклад, йони Fe³⁺ можна зв’язати за участі ЕДТА (етилендиамінтетраацетату) у дуже міцний комплекс з константою нестійкості комплексу 7,94∙10^–26. При цьому зв’язані йони Fe³⁺ вже не утворюють забарвленого комплексу [Fe(SCN)₃], не утворюють осаду з лугами. Таким чином, йони Fe³⁺ перестають заважати виявленню йонів Co²⁺, Al³⁺, Ni²⁺ характерними для них реакціями.

Є декілька визначень поняття комплексна сполука, які базуються на різних ознаках: неможливість уявити будову комплексної сполуки з позицій класичного вчення про валентність, уявлення про природу сил комплексоутворення, стійкість сполук у розчинах та ін. Жодне з цих визначень не можна вважати досконалим, тому що або окремі класи комплексних сполук виявляються поза межами цього визначення, або, навпаки, до складу комплексних сполук включаються речовини, які не мають цілий ряд властивостей звичайних комплексних сполук.

Одним із визначень комплексних сполук є таке:

Сполуки, у вузлах кристалічних ґраток яких знаходяться комплексні йони, здатні існувати в розчині, називаються комплексними.

В деяких випадках заряд комплексу може дорівнювати нулю.

Комплексним йоном називається складний йон, який складається з атома елемента у певному ступені окиснення, зв’язаного з одною чи декількома молекулами або йонами, які здатні до самостійного існування. Властивості комплексу відмінні від властивостей вихідних речовин.