Aula de Equilíbrio de Complexação (ou de formação de ...

Equilíbrio de Complexação

(ou de formação de complexos ou quelatos)

• O sal sulfato de cobre, CuSO4.5H2O é formado pelos íons Cu+2 e SO4

-2, separados por dissolução em água. Trata-se de um composto iônico.

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• Amônia, NH3 , é um composto estável formadopor átomos de nitrogênio e hidrogênio, unidospor ligações covalentes . É um compostomolecular.

• Ambos os compostos estabeleceramindividualmente o arranjo de seus átomos paraatingir estabilidade

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FORMAÇÃO DE UM COMPLEXO

• Mesmo compostos estáveis podem reagir entre si para formar um novo produto e que por esse motivo desafiaram os conceitos básicos sobre ligações químicas.

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• Desde essa época, muitas teorias forampropostas para se explicar e estrutura doscomplexos (exibidos pelos Complexos coloridosdos metais de transição).

• Ao final do século XIX identificava-se, porexemplo, complexos como:

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• Coube a Alfred Werner, prêmio Nobel de química em1913, elucidar que a estrutura desses complexoscoloridos.

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O QUE É UM COMPLEXO ?

• São espécies químicas formadas por um íon metálico no centro de uma estrutura geométrica, ao redor do qual se dispõem moléculas ou íons denominados ligantes (“por ligação dativa”).

• Ligante é um íon ou molécula, com pelo menos um par de elétrons disponível (“não utilizado”) em ligações químicas, ou seja, não compartilhado.

• Alguns dos exemplos mais comuns de ligantes são: NH3, H2O, CO, Cl-, CN-

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• COMPLEXO ou QUELATOS = ÍON METÁLICO + LIGANTE

• Ligante: quando tem pares de elétrons livre (procura se estabilizar), ligação coordenada dativa.

• Exemplos de Ligantes: compostos orgânicos com grupos funcionais: -NH2 (amina 1a) e COOH (carboxílicos); grande chances de complexar metais.

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• O ligante mais comum é a molécula de água. Em solução aquosa todo cátion metálico está complexado pela água, formando um aquo-complexo

• Assim, a formação do amino-complexo de cobre é na verdade uma substituição de ligantes

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• Ao misturar solução de sulfato de cobre e amônia, forma-se o íon complexo [Cu(NH3)4] 2+

• Neste caso, se estabelece uma estrutura quadrado planar, no qual 4 moléculas de amôniarodeiam o íon Cu 2 +, atuando como ligantes .

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• Todos os íons de metais têm alguma tendênciapara se coordenarem a ligantes, ainda que fraca,como ocorre com os metais alcalinos Na e K.

• Número de coordenação é o número de pareselétrons do ligante aceitos pelo íon metálicocentral. Não tem relação com regras de valência.

• O número de coordenação do cobre noaminocomplexo é quatro.

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• PARES DE ELÉTRONS DO LIGANTE OCUPAM ORBITAIS VAZIOS DO METAL

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CLASSIFICAÇÃO DE LIGANTES

• Se o ligante apresenta apenas um par de elétrons para ser doado ele é chamado de monodentado;

• se tiver dois pares bidentado, e assim por diante.

• Exemplos:

• amônia, :NH3 monodentado;

• EDTA 6

• hexadentado, etc.

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• Quelação: Quando um ligante contém dois oumais átomos doadores de elétrons ele é umligante polidentado e sua molécula se une aometal por mais de um ponto, formando umcomplexo de estrutura cíclica que recebe onome particular de quelato.

• Quelatos são mais estáveis que os formados porligantes monodentados.

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• QUELATOS

• “khélê, quele” (grego)- “pinças dos crustáceos” ou dos aracnídeos.

• Referindo-se a forma pela qual os íons metálicos são “aprisionados” no composto.

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Ou Quelato ferro-oxalato

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EDTA: Ligante polidentadoAcido Etileno Diamino Tetracetico

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• Aplicação Agronômica: Determinação de cálcio e magnésio.

• Ligante: EDTA

(Ácido Etileno Diamino Tetracético)

HC

OH

ON

H2C

H2C N

H2C

H2CCH2

CH2

COOH

COOH

HOOC

HOOC

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Aplicações Agronômicas

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• A água dura, com elevados teores de Ca 2+

Mn 2+ e Fe 3+, diminuí a eficiência do glifosato.

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• Exemplos com valores de Kest e exercícios

1) Pretende-se fazer uma aplicação de glifosato e paraeconomizar está se cogitando aplicar junto ummicronutriente Mg 2+ (magnésio) ou Mn 2+ (manganês).Explique as chances de sucesso ou fracasso.

2) Óleos e gorduras são facilmente deteriorados pelapresença de metais. Por isso o EDTA é frequentementeutilizado como aditivo em alimentos. Explique estaaplicação.

3) Outra aplicação frequente do EDTA é em shampoospara quelar o cálcio. Explique.

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• Cálculos:

• M n+ + EDTA(ligante) [MEDTA ] n+

• Kest (10+)

• Quanto maior da K (constante de estabilidade):

• Mais forte o quelato formado;

• Mais estável será o quelato (em comparação com outras constantes)

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• Exemplo 1• Sabendo que a relação estequiométrica é de 1:1 entre

EDTA e estes íons metálicos. Se tivermos uma solução com 0,3 mol de Fe 3+, 0,2 mol de Ca 2+, 0,1 mol de Mg 2+

• a)o que ocorrerá se adicionarmos 0,4 mol de EDTA;• b)o que ocorrerá se adicionarmos 0,2 mol de EDTA;• c)o que ocorrerá se adicionarmos 0,8 mol de EDTA;

• (Quais os quelatos serão formados, em quais ordens e quais íons ou ligantes ficarão livres em solução)

• Kest [FeEDTA] 3+ = 10 25

• Kest [CaEDTA] 2+ = 10 10

• Kest [MgEDTA] 2+ = 10 832

• Exemplo 2

• Se eu tiver uma solução com um quelato jáformado com EDTA e íon prata (Ag) e adicionarcianeto (CN-) na mesma solução o que iráacontecer? Explique

• Kest [AgEDTA] + = 2,0 x10 7

• Kest[Ag(CN)2] - = 1,0x 10 21

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