EDA錯体の平衡定数

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資料紹介

EDA錯体の平衡定数
実験環境 H16年11月30日　天気：晴気温：17.4℃ 湿度：40.0％
目的
ヘキサメチルベンゼン、ペンタメチルベンゼン、アントラセン－クロラニル（電子供与体D－電子受容体A）分子の組み合わせで生じる錯体の電化移動吸収帯を測定し、錯体の平衡定数とA分子の電子付加力およびD分子のイオンポテンシャルを求める。
原理
電子供与対と電子受容体から生成するEDA錯体と呼ばれる化合物群を例にとり、どんな化学結合によって錯体が結合しているか、その平衡定数と錯体の色について実験する。
正イオンになりやすい分子群を電子供与体（electron donor, D）と呼ぶ。Dはイオン化ポテンシャルIpの低い分子である。負イオンになりやすい分子群を電子受容体（electron accepter, A）と呼ぶ。Aは電子付加力のEaの大きい分子である。EDA錯体では、D、A分子が単に接触した構造とDからAに電子が移動した構造との間に共鳴が起こり、その共鳴エネルギーがD、A間の結合力となる。
この錯体は基底状態ではD+－A‐構造の寄与はわずかであるが、光照射によって励起すると、D+－A‐構造で近似できる状態となる。つまり、錯体はほぼD‐A構造からD+－A‐へのエネルギー変化に対応する固有の光吸収体、すなわち電化移動吸収体を持つ。
この錯体溶液中で電子供与体の濃度が電子受容体の濃度よりもはるかに高いとすると、以下の関係が成り立つ。
(1)
ここで、Aは吸光度（log(I0/I)）、lはセルの光路長（本実験では1cm）、CA、CDはそれぞれ電子受容体および供与体の仕込み濃度、εDAは錯体のモル吸光係数（M‐1cm‐1）、Kは錯体生成の平衡定数である。
実験に使用した薬品、器具
試薬
〔溶媒〕クロロホルム〔電子供与体〕ヘキサメチルベンゼン、ペンタメチルベンゼン、アントラセン〔電子受容体〕クロラニル〔器具洗浄液〕アセトン
クロラニルヘキサメチルベンゼンペンタメチルベンゼンアントラセン
C6Cl4O2 = 245.88 C12H18 = 162.27 C11H16 = 148.25 C14H10 = 178.23
器具
5,4,3,2,1mlホールピペット、100mlメスフラスコ、20mlメスフラスコ、2,10mlメスフラスコ6個、パスツールピペット、ろ紙、ロート、アセトン洗びん、ふたつき1cm光路長光吸収セル4個、キムワイプ、安全ピペッター,セル保存容器、分光光度計
実験操作
ヘキサメチルベンゼン－クロラニル錯体の平衡定数の決定
クロロホルムを溶媒として、メスフラスコで100mlの5×10‐3Mクロラニル原液を調整した。
クロロホルムを溶媒として、メスフラスコで20mlの0.1Mヘキサメチルベンゼン原液を調整した。
光吸収測定用試料として、5×10‐3Mクロラニル原液4mlと0.1Mヘキサメチルベンゼン原液5,4,3,2,1mlを混合し、クロロホルムで希釈し、10mlずつの5試料を作った。
2×10‐3Mクロラニルのみを含む溶液をReferenceとした。
試料溶液でおきかえしたセルを7分目程度の溶液で満たし、ふたをしてからエタノールをしみ込ませたキムワイプで光透過面を拭いた。試料の吸光度を、波長750-400nmの領域で測定した。
ペンタメチルベンゼン、アントラセン－クロラニル錯体の平衡定数の決定
2×10‐3Mのクロラニル原液を標準として、ペンタメチルベンゼンおよびアントラセンの電化移動吸収帯を同様に測定した。
結果
波長750-400nmの