Titulações de Complexação com EDTA

Transcrição

1 Titulações de Complexação com EDTA Ehtyleno Diamino Tetra Acetic acid ácido Etilenodiaminetetraacetico

2 Volumetria de Complexação Os reagentes que formam complexos têm larga utilização em Análise Química - Titulações de catiões - Determinações espectrofotométricas (muitos complexos são corados ou absorvem radiação U.V. - Análise gravimétrica alguns complexos são muito pouco solúveis. Os complexos são também largamente usados para extrair catiões de um dado solvente ou para dissolver precipitados insolúveis. Os reagentes mais úteis que formam complexos são compostos orgânicos que contêm vários grupos doadores de electrões e formam ligações covalentes com os iões metálicos.

3 1.) Complexos Metalicos Qualquer reagente que reaja com uma analito numa razão conhecida e com uma grande constante de equilíbrio Titulações de Complexação baseiam-se numa reacção entre um ião metálico e um agente químico para formar um complexo metal-ligando. Metal Ligando Complexo Metal-Ligando Nota: multiplo atomos do EDTA ligam-se ao Mn 2 Metal Acido de Lewis ou aceitador de pares de electrões Ligando Base Lewis ou doador de pares de electrões

4 Complexos Metálicos As titulações de Complexação são essencialmente titulações ácido-base de Lewis, em que um par de electrões é doado por um reagente a outro que o aceita. Os ligandos que se usam nas titulações complexométricas designam-se tambémpor agentes quelantes. - O Ligando liga-se ao ião metálico por mais que um átomo Muitos dos agentes quelantes tem átomos de N ou O - Elemento que contem pares de electrões livres e que podem doar ao metal Fe-DTPA Complex

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6 Metal ion Monodentate Stability

7 Metal ion Bidentate Stability

8 Metal ion Tridentate Stability

9 Metal ion Tetradentate Stability

10 Complexos Metalicos 1.) Constante de Formação(K f ) A constante de equilibrio da reacção entre um ião metálico (M n ) e um agente quelante (L -P ) chama-se constante de formação ou constante de estabilidade. Efeito quelante: capacidade de um ligando multidentado formar complexos metálicos mais estáveis que os ligandos monodentados. K f 8x10 9 K f 4x moleculas de etilenodiamina ligam-se mais fortemente que 4 moleculas de metilamina

11 Complexos Metalicos 1.) Constante de Formação(K f ) M M(L) M(L) M L 2 ( L) n 1 As reacções de complexação ocorrem em geral por passos:. K K K K M(L) f1 L f2 L f3 fn [M(L) [M M(L) L [M(L) [ML M(L) 2 [M(L) ( ) [M L M(L) [M L 3 [L 2 [L [M(L) 3 2 n [L n ( ) [L n 1 M M M constante de formação globais 2L 3L nl ML 2 ML 3 ML n β n K K K...K f1 f2 f3 fn β β β 2 3 n [ ML [ M [ L [ ML 3 2 [ M [ L [ ML n 3 [ M [ L Cte formação global 2 n

12 2 M(OH 2 ) 6 6 NH 3 M(NH 3 ) H 2 O M(OH 2 ) en M(en) H 2 O Se M Ni os valores de 6(NH 3 ) e de 3(en) serão, respectivamente, 1 x 10 8 e 4 x 10 18, o que demonstra bem a maior estabilidade do complexo envolvendo o ligando bidentado. G H - T S -RT ln K O aumento de entropia é o factor que predomina no efeito de quelação, 2 2 Cu(OH 2 ) 6 2 NH Cu(OH 3 2 ) 4 (NH 3 ) 2 2 H 2 O β ; H - 46 kj/mol ; S J/K.mol 2 Cu(OH 2 ) 6 en Cu(OH 2 ) 4 (en) β ; H - 54 kj/mol ; S 23 J/K.mol 2 2 H 2 O Como se pode ver, as variações de S são muito mais acentuadas que as de H. Ni(NH 3 ) en Ni (en) NH 3 G - 54 kj/mol ; H - 29 kj/mol ; S 88 J/K.mol Mais uma vez fica evidenciado o efeito do S no valor global de G.

13 2.) Tipos de complexos. Exemplos: Ligando bidentado Ligando tetradentado

14 EDTA 1.) EDTA (ácido Etilenodiaminetetraacetico) Um dos agentes quelantes mais usados em química analítica para titulações complexométricas. EDTA tem 6 azotos & oxigénios na sua estrutura e portanto 6 pares de electrões livres que podem doar aos iões metálicos. - Valores altos de K f - 6 posições ácido-base na sua estrutura

15 EDTA 3.) Complexos de EDTA A forma mais básica do EDTA (Y 4- ) reage com a maioria dos iões metálicos para formar um complexo 1:1. - Outras formas de EDTA também formam quelatos com iões metálicos K f [ M [ MY n n-4 [ Y 4 Nota: Esta reacção só envolve o Y 4-, e não outras formas de EDTA Nota: A concentração de Y 4- e a concentração total de EDTA em solução [EDTA estão relacionadas da seguinte maneira: [ 4 Y α 4 Y [ EDTA onde α Y4- depende do ph