9-5-1配合物电对的氧化还原电位

在上节中,我们已经看到MnIIIMnII电对的氧化还原电位决定于溶液的pH值。在pH=0时电对Eo=+1.51V,但在pH=14时,电对Mn(OH)3Mn(OH)2Eo=+0.10VMnIII的氧化能力显然取决于它的化合的方式。很普遍的方法是加入络合剂就会改变金属特定氧化态的化合方式,例如Eo,Mn(CN)Mn(CN)-0.22V,Eo,Mn3+(aq)Mn2+(aq)=+1.51V,在大为过量的CN离子存在下,MnIII可成为一个很弱的氧化剂。能量循环可说明Eo的这种变化:

(a)Mn(H2O)+e→Mn(H2O)

Go=ll.51V96.5kC·mol-1    (ΔrGo=-nFEo)

(b)Mn(H2O)+6CN-→Mn(CN)+6H2O

Go=-RTlnKII

(c)Mn(CN)+6H2O→Mn(H2O)6CN-

Go=+RTlnKIII

(d)Mn(CN)+e→Mn(CN)

对于(d)

Go=Go(a)+Go(b)+Go(c)

=-(1.5196.5)kJ·mol-1+RT(lnKIII -lnKII)

式中KIIMn(CN)累积稳定常数,即:

β[Mn(CN)]=

 

 

KIIIMn(CN)的累积稳定常数,即:

β[Mn(CN)]=

 

 

常数KIII远比KII为大,这是因为Mn(CN)缺少一个反键电子,很大程度上加强了络合物中的键合。因而反应(d)Go的正值远大于反应(a)Go,结果使Eo大为降低。

过渡金属电对MnIIIMnII的氧化还原电位受到强场配位体效应是相当普遍的情况。可看出[Fe(H2O)6]3+离子是比[Fe(CN)6]3-强得多的氧化剂。但在少数情况下,强场配位体的加入能增加铁(III)离子的氧化能力。邻二氮杂菲加到Fe3+中就是这种情况,在这一体系中[Fe(phen)3]2+的累积稳定常数比[Fe(phen)3]3+大,因为前者和后者不同,前者是一个低自旋络合物,因而参阅前面的方程式将指出,对于FeIIIFeII体系,其Eo将因邻二氮杂菲的存在而增加,得到的E0[Fe(phen)3]3+[Fe(phen)3]2++1.14V

练习 

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