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Titrimetria de Complexação

2/09/2016

A titrimetria de complexação se baseia em reações que formam compostos de coordenação. Os compostos de coordenação contêm um único íon metálico central rodeado por um grupo de íons ou de moléculas neutras. Os grupos ligados ao íon central são chamados de ligantes e, em solução aquosa, todo composto de coordenação possui a propriedade de conservar sua identidade.

titulação de CálcioOs ligantes podem ser classificados conforme o número de pontos em que se prendem ao íon metálico. Assim, os ligantes simples, como os íons haleto, CN- ou as moléculas H2O e NH3, são monodentados, isto é, o ligante é ligado ao íon metálico num só ponto, por doação de um par de elétrons ao metal. Quando a molécula ou íon ligante tem dois átomos dos quais cada um deles tem um par de elétrons não compartilhado, a molécula tem dois doadores e pode formar duas ligações coordenadas com o mesmo íon metálico, o ligante é chamado bidentado.

Os ligantes multidentados contêm mais de dois átomos coordenados por molécula, como por exemplo, o EDTA que, tendo dois átomos de nitrogênio e quatro átomos de oxigênio doadores na molécula, pode ser hexadentado. Em condições adequadas, pode-se formar um complexo binuclear, isto é, um complexo que contenha dois íons metálicos ou um complexo polinuclear contendo mais de dois íons metálicos.

A interação dos íons Zn2+ com Cl- pode resultar na formação do complexo binuclear [Zn2Cl6]2-adicionalmente a espécie simples como [ZnCl3]- e [ZnCl4]2-.

A formação de complexos bi ou polinucleares é favorecida por uma alta concentração do íon metálico. A estabilidade termodinâmica de uma espécie química é uma medida da extensão em que esta espécie será formada a partir de outras, sob determinadas condições, desde que se estabeleça equilíbrio no sistema. Consideremos MLn como fórmula geral do complexo, onde M é um íon metálico, L um ligante (molécula neutra) monodentado e n representa o número de ligantes no íon metálico; para simplificar, não serão indicadas as cargas de íon metálico e nem do íon complexo.

O sistema poderá ser descrito pelas seguintes etapas de equilíbrio:

Titrimetria 1

As constantes de equilíbrio K1, K2 e Kn são chamadas de constantes de estabilidade parciais e são importantes no estudo da complexometria. A estabilidade dos complexos está relacionada com a capacidade de complexação do íon metálico envolvido e com as características do reagente. A relativa capacidade de complexação dos metais está baseada na divisão dos metais em ácidos de Lewis, segundo a classificação de Scwarzenbach:

a) cátions com a configuração de metais nobres (alcalinos, alcalinos-terrosos e alumínio). Na formação dos complexos predominam forças eletrostáticas, de modo que as interações entre íons pequenos de carga elevada são particularmente fortes, conduzindo a complexos estáveis.

b) cátions com subcamadas d completamente preenchidas (cobre(I), prata e ouro (I). Estes íons têm um alto poder de polarização e as ligações formadas nos seus complexos têm caráter covalente apreciável. Os complexos são tanto mais estáveis quanto mais nobre são os metais e menos eletronegativo é o átomo doador do ligante.

c) íons de metal de transição com subcamadas d incompletas. Entre as características do ligante que são reconhecidas como influente na estabilidade dos complexos em que estão envolvidas está: a força básica do ligante, suas propriedades de quelação e efeitos estéricos.

O termo efeito quelato refere-se ao fato de que um complexo quelatado, isto é, que seja formado por um ligante bidentado ou multidentado, é mais estável do que o correspondente complexo com ligantes monodentados; quando maior o número de ligações ao íon central, maior a estabilidade do complexo.

Outro fator que se deve levar em consideração é a velocidade de reação. Para que um complexo tenha utilidade analítica é necessário que a reação seja rápida. Quanto à velocidade, os complexos classificam-se em lábeis e inertes. O termo complexo lábil é aplicado aos casos em que a substituição nucleofílica é completa dentro do intervalo de tempo requerido para fazer a mistura dos reagentes. O termo inerte é aplicado aos complexos que sofrem reações de substituição lentas.

Evandro Trindade

Administrador do Quimicando, formado em Técnico em Química e esta cursando Analise e Desenvolvimento de Sistemas, um grande admirador por analises químicas e métodos analíticos, hoje também por programação, design e desenvolvimento web.

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