Equilibrios y volumetrías de complejación.

Equilibrios y volumetrías de complejación.

1. Generalidades

   • Reacciones de iones metálicos (Ácidos Lewis)
     • Reacción con especies
       • Especie dadora "ligando"
         • Ejemplo de un átomo: Agua, amoniaco, unión cianuro "Ligandos monodentados.".
         • Dos atomos: glicina o la etilendiamina "ligandos bidentados"
         • Seis átomos (metales de transición) ligando multidentado oligando quelante
       • Especies aceptoras
     • Bases de Lewis
       • Número de coordinación (número de ligandos unidos al ión central)
         • Valoración complexométrica, (valoración basada en una reacción de formación de un complejo)
           • efecto quelato
             • Capacidad de los ligandos multidentados para formar complejos metálicos más estables
           • Equilibrios de formación de complejos
             • Tendrán constantes de formación globales (β). Salvo en para la primera etapa que corresponde a β 1 =K 1, etapas que dan lugar al producto
               • Constantes de formación sucesivas

2. Ácido etilendiaminotetraacético (EDTA)

   • Es el valorante más empleado en volumetrías decomplejación
     • Determina prácticamente todos los elementos de la tablaperiódica
     • Da estabilidad a los diversos puntos de unión ligando-metal que dan lugar a una estructura en forma de jaula para el quelato.
       • La estequiometria de todos los complejos de EDTA es 1:1, lo que simplifica notablemente los cálculos numéricos en las valoraciones.
   • Pertenece a la familia de los ácidos poliaminocarboxílicos

3. Curvas de valoración con EDTA.

   • En las valoraciones con EDTA interesa calcular la concentración del ión metálicoen función de la cantidad de valorante añadido
     • Construcción de una curva de valoración
       • Se considera que la reacción de formación del quelato es completa en todos los puntos de la valoración
         • La estequiometria de los quelatos con EDTA es siempre 1:1
     • Factores que influyen en la forma de las curvas de valoración
       • Constante de formación condicional del complejo formado
         • Cuanto mayor sea K f ´ más marcado será el salto de pM en el punto de equivalencia
       • pH del mediode valoración
         • El salto de pM en el punto de equivalencia serátanto menos marcado cuanto más ácido sea el medio de valoración.
     • Agentes complejantes auxiliares
       • El uso de agentes complejantes auxiliares es necesario para mantener al catión en disolución
         • La concentración de los complejantes auxiliares debe ser siempre la mínima necesaria para impedir la precipitación del analito

4. Detección del punto final

   • El punto final en las valoraciones con EDTA se basa en el uso de indicadores de iones metálicos (indicadores metalocrómicos)
     • Colorantes orgánicos que forman quelatos coloreados con iones metálicos en un intervalo de pM característico de cada catión y cada indicador.

5. Métodos de valoración con EDTA

   • Valoración directa
     • Se determinan mediante valoración directa con disoluciones estándar de EDTA, tratándose del tipo de valoración más sencillo y al que se debe recurrir siempre que sea posible.
   • Valoración por retroceso
     • Consiste en añadir una cantidad conocida y en exceso de EDTA y valorar a continuación el exceso de EDTA, que no ha reaccionado con el metal analito, con una disolución estándar de otro ión metálico
   • Valoración por desplazamiento
     • Agregar a la disolución del analito un exceso, no necesariamente conocido, de una disolución que contiene el complejo de EDTA con magnesio o cinc. El complejo analito-EDTA debe ser más estable que el de Mg-EDTA (o Zn-EDTA en su caso), para dar lugar a la reacción en la que el analito desplace al magnesio de su complejo con EDTA y magnesio liberado pueda ser valorado con una disolución patrón de EDTA
       • Método usado cuando no se dispone de un indicador adecuado para llevar a cabo la valoración directa
   • Valoración indirecta
     • Usado para determinar aquellos aniones que precipitan con determinados cationes metálicos

6. Determinación de la dureza del agua

   • Es la concentración total de iones alcalinotérreos que existe en el agua. Dado que generalmente los iones Ca 2+ y Mg 2+
     • Se expresa como la concentración de CaCO 3 enmg/L, considerándose un agua blanda si dicha concentración es menor de 60 y dura si es mayor de 270
       • Normalmente se mide su calidad para usos doméstico e industrial
         • Y se determina mediante valoración directa con EDTA tras tamponar la muestra a pH 10 en medio amoniacal