Stabiliteitsconstante

Stabiliteitsconstante is een term uit de chemie die de neiging beschrijft van een centraal metaalion M om met een ligand L een complex te vormen in oplossing. In de coördinatiechemie wordt vaak gesproken over een formatie- of stabiliteitsconstante, aangeduid met Kf of β, afhankelijk van de context en het aantal liganden dat bindt.

Voor een eenvoudig complex M + L ⇌ ML is de stabiliteitsconstante Kf gedefinieerd als Kf = [ML]/([M][L]), waarbij de vieringen de activiteiten van de species voorstellen. Bij meerdere liganden blijft de cumulatieve constante βn bestaan: βn = [MLn]/([M][L]^n) = K1K2…Kn. In log-schalen wordt vaak log β of log Kf gerapporteerd, wat de sterkte van binding weergeeft. Bij stapgewijze bindingen spreken we ook wel van stepwise constants Ki.

De waarde van de stabiliteitsconstante hangt af van verschillende factoren, waaronder pH, ionische sterkte, temperatuur en het oplossmiddel. In oplossinging kan protonatie van het ligand of competities door H+ leiden tot conditional stability constants (log β′) die afhankelijk zijn van de specifieke omstandigheden. Over het algemeen nemen stabiliteitsconstanten toe door chelaatvorming en het chelaat-effect, waarbij multidentate liganden een grotere stabiliteit bieden dan equivalente aantallen monodentate liganden.

Toepassingen van stabiliteitsconstanten vinden we in biochemie, milieukunde en industriële scheidingstechnieken. Ze bepalen onder meer hoe metalloxiden en metalloproteïnen functioneren, hoe toxische metalen worden gebonden en verwijderd, en hoe metalenechelatie en transport in biologische systemen werken. Voorbeelden van liganden met hoge stabiliteitsconstanten zijn ethyleendiaminetetraacetaat (EDTA) complexen met diverse metaalionen. Over het algemeen variëren log β-waarden van enkele tot meer dan twintig, afhankelijk van het metaal en het ligand.