Costante di formazione e instabilità negli equilibri chimici reversibili
Le costanti di formazione, anche chiamate di stabilità, e quelle di instabilità sono due tipi di costanti relative agli equilibri reversibili di ioni complessi. L’equilibrio di una reazione chimica si verifica quando la velocità della reazione diretta è uguale alla velocità della reazione inversa ed è regolato da una costante di equilibrio K, dipendente esclusivamente dalla temperatura.
In una soluzione acquosa, un ione complesso è in equilibrio con l’ione metallico che funge da acido di Lewis e con il legante che funge da base di Lewis. Un esempio di equilibrio è rappresentato da Cu^2+(aq) + 4 NH3(aq) ⇌ Cu(NH3)4^2+(aq).
La costante relativa a questo equilibrio è chiamata costante di formazione o costante di stabilità ed è espressa come Kf = [Cu(NH3)4^2+]/[Cu^2+][NH3]^4. Il suo valore influisce sull’equilibrio e sulla stabilità dell’ione complesso. Spesso, per convenienza, si utilizza il logaritmo del valore della costante di formazione.
Al contrario, i valori della costante di instabilità, ovvero della costante relativa all’equilibrio inverso, vengono espressi come Kinst = [Cu^2+][NH3]^4/[Cu(NH3)4^2+]. Questo valore è l’inverso del valore della costante di formazione, ovvero Kinst = 1/Kf. La solubilità di un elettrolita poco solubile può essere influenzata da un equilibrio di complessazione.
Equilibrio di complessazione e prodotto di solubilità
Nel caso del bromuro di argento, un sale poco solubile, la sua dissociazione è correlata al valore del prodotto di solubilità (Kps = [Ag+][Br-]). Quando viene aggiunta ammoniaca, si verifica un secondo equilibrio relativo alla complessazione dell’ione argento: Ag+(aq) + 2 NH3(aq) ⇌ Ag(NH3)2+(aq). La costante di formazione per questo equilibrio è espressa come Kf = [Ag(NH3)2+]/[Ag+][NH3]^2.
La costante relativa a questo equilibrio, Kc, è ottenuta dal prodotto tra la costante di formazione e il prodotto di solubilità: Kc = Kf ∙ Kps.