錯体化学
金属塩は、水溶液のpHが高くなると、ヒドロキシド錯体となる。この場合、金属塩の全濃度CMは
C M = [ M ′ ] + ∑ k = 1 i [ M L k ] {\displaystyle C_{\mathrm {M} }=[\mathrm {M} ']+\sum _{k=1}^{i}[\mathrm {ML} _{k}]} (33-1)
配位子の全濃度CLは
C L = [ L ] + ∑ k = 1 i [ M L k ] {\displaystyle C_{\mathrm {L} }=[\mathrm {L} ]+\sum _{k=1}^{i}[\mathrm {ML} _{k}]} (33-2)
ここで、[M']を金属塩と結合していないすべてのMの濃度とする。本セクションの場合、
x ( M ) = [ M ] C M = 1 Q L x ( M L ) = [ M L ] C M = β 1 [ L ] Q L x ( M L 2 ) = [ M L 2 ] C M = β 2 [ L ] 2 Q L ⋯ x ( M L i ) = [ M L i ] C M = β i [ L ] i Q L {\displaystyle {\begin{aligned}x(\mathrm {M} )&={\frac {[\mathrm {M} ]}{C_{\mathrm {M} }}}&={\frac {1}{Q_{\mathrm {L} }}}\\x(\mathrm {ML} )&={\frac {[\mathrm {ML} ]}{C_{\mathrm {M} }}}&={\frac {\beta _{1}[\mathrm {L} ]}{Q_{\mathrm {L} }}}\\x(\mathrm {ML} _{2})&={\frac {[\mathrm {ML_{2}} ]}{C_{\mathrm {M} }}}&={\frac {\beta _{2}[\mathrm {L} ]^{2}}{Q_{\mathrm {L} }}}\\&\cdots \\x(\mathrm {ML} _{i})&={\frac {[\mathrm {ML} _{i}]}{C_{\mathrm {M} }}}&={\frac {\beta _{i}[\mathrm {L} ]^{i}}{Q_{\mathrm {L} }}}\\\end{aligned}}} (21-5)
このように、錯体の分率xと金属イオンに捕らえられていない配位子の濃度[L]との間に関係がある。この関係をプロットした分布図distribution diagram という図がある。
この場合、金属塩の全濃度CMは
C M = [ M ] + ∑ k = 1 i [ M L k ] {\displaystyle C_{\mathrm {M} }=[\mathrm {M} ]+\sum _{k=1}^{i}[\mathrm {ML} _{k}]} (31-1)
配位子の全濃度CLは
C L = [ L ′ ] + ∑ k = 1 i [ M L k ] {\displaystyle C_{\mathrm {L} }=[\mathrm {L'} ]+\sum _{k=1}^{i}[\mathrm {ML} _{k}]} (31-2)
ここで、[L']を金属塩と結合していないすべてのLの濃度とする。本セクションの場合、
[ L ′ ] = [ L ] + [ H L ] = [ L ] ( 1 + [ H + ] K a ) {\displaystyle \left[\mathrm {L} '\right]=[\mathrm {L} ]+[\mathrm {HL} ]=[\mathrm {L} ]\left(1+{\frac {[\mathrm {H} ^{+}]}{K\mathrm {a} }}\right)} (31-3)
となる。
(31-2)からプロトン付加 protonation により配位子Lの濃度が低下する。この影響は主反応に及び、逐次生成定数も全生成定数も変化させる。この変化は金属塩や配位子の全濃度だけでなく、系の酸性の度合いにもより、複雑だ。そこで、配位子に対する副反応係数 side reaction coefficient αL(H)を次のように定義する。