Ligandenaustausch bei Komplexen - Uni Chemie
Simons Chemiebaukasten
https://www.youtube.com/watch?v=yZ3603abAZs

Transkript (automatisch erstellt)

0:00 Einführung in die komplextheorie speziell für angehende Medizinstudierende oder als nette
0:05 Grundlage für Chemie interessierte heute liganten Austausch wir starten erstmal mit einem Experiment und dazu brauchen
0:11 wir eine verdünnte Kupfersulfatlösung Salzsäure Ammoniaklösung Natrium Nitrit und Natrium edetat so hier haben wir
0:20 jetzt mal vier reagenzgläer das zweite von links ist eine etwas höher konzentrierte wässrige
0:27 Kupfersulfatlösung damit man die Farbe als referenzleicht erkennt durch Zugabe von HCl verfärbt sich die Lösung
0:33 grünlich bei Zugabe von Ammoniaklösung entsteht eine klare dunkelblaue Lösung ich habe das jetzt absichtlich so auf
0:39 hauin dazu gegeben um die Bildung von einem Feststoff zu überspringen komme ich gleich noch zu durch Zugabe einer
0:45 wässrigen Natriumnitrit Lösung bildet sich eine deutlich dunkelgrünere klare Lösung und nun wird eine gesättigte
0:53 Natrum editat Lösung dazu gegeben bei genügend Zugabe kann in allen reagenzläern eine bläuliche verfäh
1:00 erzielt werden damit das Video besser zu leerzwecken genutzt werden kann blende ich jetzt hier mal die
1:04 spektrochchemische Reihe der liganten ein könnt erst mal selber drüber nachdenken und jetzt kann ich anfangen
1:11 zu erklären was da gerade passiert ist also erstmal was ist ein Komplex komplexe nach alfred Werner bestehen aus
1:18 einem zentralteilchen und einem oder mehreren liganten die an dem zentralteilchen koordinieren dieser
1:25 Bereich wo die leganten sich aufhalten bezeichnete Werner als die erste spre oder auch
1:31 koordinationssphäre weiter weg vom zentralteilchen also weiter außen liegt die zweite koordinationssphäre wo sich
1:38 dann das Gegenion befindet meist haben wir ein positiv geladenes Metallion das das zentralteilchen ist gerne sind das
1:46 Übergangsmetalle da die komplexe immer so schön bunt sind sie leichter zu verstehen sind und daher einfach
1:52 didaktisch besser geeignet sind es gibt auch ungeladene zentralatome wie z.B beim tetrcarbonylnikel aber es gibt auch
2:00 sehr relevante komplexe mit hauptgruppenmetallen denk da mal an das Chlorophyll ein Komplex mit Magnesium
2:05 als zentralteilchen ist gerne kockfrage so und jetzt gucken wir uns mal die liganten genauer an so ein ligant
2:12 braucht immer ein Elektronenpaar über das es koordinieren kann jetzt gibt es unterschiedlich starke liganten die
2:19 unterschiedlich stark an dem Zentralatom koordinieren in Wasser haben wir Wasser als liganten so jetzt gehen wir
2:25 Salzsäure dazu aber warum kann ein schwächerer ligant einen stärkeren verdrängen das ist eine
2:31 Gleichgewichtsreaktion und jedes Gleichgewicht kann nach dem Prinzip von lechatelier verschoben werden hier
2:37 ändern wir die Konzentration indem wir durch Salzsäure viele freie Chloridionen haben muss dieser Überschuss verbraucht
2:44 werden beispielsweise indem sie verwendet werden um mit dem Kupfer einen Komplex zu bilden dabei entsteht ein
2:50 Komplex namens tetraaa dichlorido Kupfer 2 in diesem Video lasse ich übrigens bewusst die Orbitale
2:57 raus okay weiter im Text ja über den Hexa Aqua Kupfer 2 Komplex gibt's jetzt nicht mehr viel zu sprechen durch Zugabe
3:04 von Ammoniak bildet sich wenn man vorsichtig dazu tropft erstmal kupferhydroxid ein hellblauer Feststoff
3:11 liegt daran dass Ammoniaklösung alkalisch ist und Kupfer im alkalischen ein schwerlösliches Hydroxid das
3:18 kupferhydroxid bildet kippt man mehr Ammoniaklösung dazu kann Ammoniak die wasserligganten verdrengen ist ja auch
3:24 ein stärkerer legant und bildet so den tetraamin die aquaupf komplex das nitrti ist ein noch stärkerer legant und jetzt
3:35 wird's interessant EDTA Ethylen Diamin tetraessicsäure das Teil ist so ein großes Molekül mit elektronenparen die
3:42 genau perfekt weit weg voneinander sind dass es sich als ein Molekül um das kupferion legen kann und mit jedem
3:51 Elektronenpaar eine der sechs Koordinationsstellen belegen kann wenn ein und das gleiche Molekül mehrere
3:57 Koordinationsstellen belegt ren wir von einem mehrzähnigen ligant im Fall von EDTA von einem sechszähnigen ligant legt
4:05 sich dieser ligant nun um mehrere Koordinationsstellen des gleichen zentralteilchens reden wir von einem
4:12 chilatliggant und dementsprechend von einem gelat Komplex diese Komplexe sind extrem stabil liegt zu einem an
4:20 thermodynamischen Gründen also Reaktionen laufen zu einem sehr gut ab wenn Energie frei wird oder wenn die
4:25 Entropie also quasi die Unordnung zunimmt Betracht en wir die Reaktion vom wasserkomplex mit EDTA der Komplex wird
4:34 hier als ein großes Teilchen betrachtet und jetzt guckt einmal wie viele einzelne Wassermoleküle dadurch frei
4:40 werden die Entropie nimmt da auf jeden Fall stark zu klar die Reaktionsgleichung ist hier ein bisschen
4:45 vereinfacht aber dafür ist sie übersichtlicher als weiteren Grund gibt es die Kinetik wenn man so einen
4:51 gellator wieder lösen möchte müsste man alle koordinative Bindungen gleichzeitig lösen viel Spaß dass da irgendwie so
5:00 sechs Moleküle eines anderen Giganten perfekt zeitgleich im richtigen Winkel mit der richtigen Energie den EDTA
5:09 Komplex treffen und dann das EDTA verdrängen das not gonna happen passiert nicht ja und deshalb ist so ein
5:16 gelatkomplex sehr stabil damit haben wir den liganten Austausch einmal durchgesprochen es gibt noch viele
5:22 andere gelatligganten wie beispielsweise etthylindiamin wäre dann ein zweizehniger Komplex wenn ihr noch mehr
5:28 mehr zehnige komplexe kennt schreibt die gerne mal in die Kommentare ich glaube einige Leute die das Video gucken die
5:34 wären dafür sehr dankbar ligantenfeldausspaltung koordinationsgeometrie
5:39 spinparungsenergie brauchen wir dazu noch ein Video andere videoowünsche zu dem Thema damit verabschiede ich mich
5:46 tschüss