Cap 17_Titulaciones Complejometricas
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CAPITULO 17: TITULACIONES DE COMPLEJOMETRIA
TITULACIONES COMPLEJOMETRICAS
IntroducciónMuchos cationes metálicos reaccionan con especies donantes de electrones (iones negativos o moléculas polares) para formar especies neutras, llamadas compuestos de coordinación, o especies con carga eléctrica, llamadas iones complejos.Quelatos: producidos cuando un ión metálico se coordina con dos o mas grupos donantes de un ligando para formar un anillo heterocíclico
REACCION DE COMPLEJOMETRIA
ION METALICO (CATION) + DONANTE DE ELECTRONES (ANION O MOLECULA POLAR)
PRODUCEN:ESPECIES NEUTRAS = COMPUESTOS DE COORDINACION O COMPLEJOS [Cu(NH2CH2COOH)2]ESPECIES CON CARGA ELECTRICA = IONES COMPLEJOS [Cu(NH3)4
2+ y CuCl42-]
ION COMPLEJO
CATION METALICOátomo centraltiene orbitales vacíos que pueden aceptarelectronesmayor densidad de carga positiva másestable el complejo formadocationes que forman complejos estables: con carga +2 y +3, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn y metales del grupo IIIA y IVA.
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ION COMPLEJO
DONANTES DE ELECTRONESligandos: ión o molécula capaz de donar un par de electronesaniones o moléculas polarestienen uno o más átomos; por lo menos uno de los átomos debe tener un par de electrones sin compartirincluyen: átomos electronegativos, bases de Lewis fuertes y compuestos con más de un átomo donante de electrones
ENLACE ENTRE ATOMO CENTRAL Y LIGANDO
Si el ligando se enlaza al metal por un sóloátomo se dice que es monodentado.Si se enlaza por más de un átomo esmultidentado.El número de enlaces se conoce comonúmero de coordinación y generalmente espar: 2, *4, *6, y 8.
ANALISIS POR COMPLEJOMETRIA
Determinaciones volumétricas de cationes: cationes + solución patrón de AEDT.Determinaciones espectrofotométricas de cationes: cationes se convierten en ionescomplejos que absorben luz.Técnicas de separación: intercambio iónico y extracción.
EQUILIBRIO DE FORMACION
La formación de los iones complejos, cuando el ligando es monodentado, ocurreen etapas, y cada etapa tiene suconstante.El equilibrio neto es la suma de todos losequilibrios y la constante total es el producto de las constantes.Constante de formación.
AEDT: ácidoetilendiaminotetraacético
Reactivo más utilizado en valoracionescomplejométricas.Ligando hexadentado.Reacciona en una relación 1:1.Forma complejos estables con calcio y magnesio; se utiliza para determinar la dureza del agua.Forma complejos solubles en agua e incoloros o ligeramente coloreados.
AEDT
Es un ácido poliprótico: H4Y.Valores constantes:
1.02 x 10-2
2.14 x 10-3
6.92 x 10-7
5.50 x 10-11
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AEDT
ESPECIES QUE PREDOMINAN EN SOLUCION ACUOSA:
H4Y (pH < 2)H3Y- (2 < pH < 3)H2Y2- (3 < pH < 6)HY3- (6< pH < 10)Y4- (pH > 10)
Valoraciones complejométricasLas constantes de formación para loscomplejos metal-AEDT han sidodeterminadas para equilibrios en los queparticipa la especie Y4-.
Mn+ + Y4- ----> MYn-4
Constante de formación.
Fig 17-1, p.455 Table 17-1, p.456
Table 17-2, p.457
Reactivos en titulaciones con AEDT
Solución estándar: AEDT en forma del ácido o en forma de la sal disódica.
Indicadores: se usan especies químicasque forman complejos con el catión quese determina. El indicador presenta un color cuando está complejado con el metal y otro cuando está libre.
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CONSTANTE DE FORMACION
KMY = [MY (n-4)+] /[Mn+][Y4-]CT =[H4Y] + [H3Y-] + [H2Y2-] + [HY3-] + [Y4-]
[Y4-] = α4 CT
Kf = [MY (n-4)+] /[Mn+] α4 CT
K’MY =α4 KMY= [MY (n-4)+] /[Mn+][AEDT]; es la constante de formacióncondicional o efectiva, depende de pH.
p.458
Fig 17-2, p.459 p.459
Fig 17-f1, p.460 Fig 17-3, p.461
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Table 17-3, p.462 Fig 17-4, p.464
p.465
Métodos para hacer la titulación
METODO DIRECTOmuestra se titula con una soluciónpatrón de AEDT hasta que se juzgaque la reacción se completó.(moles AEDT) = (moles catión)sirve para determinaciones de metales que reaccionan rápidamente.
Métodos para hacer la titulación
TITULACION EN RETROCESOmuestra se trata con exceso de AEDT.exceso de AEDT se determina con unasolución patrón de Mg2+
moles Mg2+ = moles AEDT en excesomoles AEDT que reaccionan = (moles AEDT añadidos - moles en exceso)moles catión = moles AEDT quereaccionan
Métodos para hacer la titulación
TITULACION POR DESPLAZAMIENTOmuestra se trata con una solución de complejo Mg-AEDT o Zn-AEDTsi el ión que se determina forma un complejo más estable con AEDT, ocurre la reacción:
Mg-AEDT + M2+ -> M-AEDT2- + Mg2+
moles AEDT = moles Mg2+ = moles M2+ en la muestra liberado
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CURVA DE TITULACION
Etapa inicialantes de añadir titulante
pMn+ = - log [Mn+]
Mn+ + Y4- <-----> MYn-4
CURVA DE TITULACION
ETAPA ANTES DEL PUNTO DE EQUIVALENCIA
[Mn+] = moles Mn+sin reaccionarvolumen total
moles sin reaccionar = moles presentesde Mn+ - moles AEDT
CURVA DE TITULACION
PUNTO DE EQUIVALENCIA[Mn+] = [Y4-] = xK’f = α4Kf
Kf = [MY n-4] /[Mn+][Y4-]
[Myn-4] = moles formados/volumen total
CURVA DE TITULACION
DESPUES PUNTO DE EQUIVALENCIAK’f = [MY n-4] /[Mn+][Y4-]
MYn-4 = moles formados hasta el puntode equivalencia/volumen total
[X] = [Y4-] = moles AEDT en exceso/volumen total
Fig 17-5, p.467 Fig 17-6, p.470