a química dos compostos de coordenação - titulação por complexação (1)

7/21/2019 A Qumica Dos Compostos de Coordenao - Titulao Por Complexao (1)

1/37

Qumica

dos

compostosde

coordenao

Profa. Juliana Francis Piai

Curso: Engenharia de Alimentos


2/37

Os cidos de Lewis so receptores de pares de eltrons;

As bases de Lewis so molculas doadoras de pares de eltrons;

Complexos de coordenao: compostos metlicos formados atravsde interaes cido-base de Lewis. Tm um on metlico ligado aum nmero de ligantes.

Ligantes so bases de Lewis;

Todos os ligantes tm pares livres que so doados ao on metlico.

A ligao entre o metal e o ligante uma ligao de 2 eltrons, masambos vm do ligante e nenhum vem do metal.

Complexos metlicos


3/37

cidos e bases de Lewis


4/37

Ligao metal-ligante

A maior parte dos ons metlicos existe em guacomo [M(H2O)6]n+.

Alguns ons complexos so carregados. Exemplo,[Ca(H2O)6]

2+;

Os colchetes envolvem o on metlico e os ligantes.

Complexos

metlicos


5/37

Cargas e nmeros de coordenao

Carga no on complexo = carga no metal + cargas

nos ligantes;

Nmero de coordenao: o nmero de ligantesligados ao metal. Os nmeros de coordenao mais comuns so

4 e 6.

Complexos

metlicos


6/37

Complexos metlicos

A ligao metal-ligante altera as propriedades fsicasdo metal;


7/37

Complexos metlicos

A ligao metal-ligante altera as propriedades fsicasdo metal;


8/37

Teoria de ligao para esclarecer tanto a cor como omagnetismo em complexos de metais de transio.

A teoria do campo cristalino descreve a ligao emcomplexos de metais de transio.

A formao de um complexo uma reao cido-base deLewis.

Ambos os eltrons na ligao vm do ligante e sodoados para um orbital vazio hibridizado no metal.

Teoria do campo cristalino


9/37


Os orbitais:

- Os cinco orbitais d, nem sempre, possuem a mesma energia.


10/37

A distncia em energia entre eles chamada , o campo cristalinodesdobra-se em energia.



11/37


A cor de um complexo depende da ordem de grandeza de que,

por sua vez, depende do metal e dos tipos de ligantes.


12/37

Ligantes monodentados ligam-se atravs de apenas um tomodoador. Consequentemente, eles ocupam somente um stio de

coordenao.

Ligantes polidentados (ou agentes quelantes) ligam-se atravs demais de um tomo doador por ligante. Exemplo, etilenodiamina (en), H2NCH2CH2NH2.

Efeito Quelato: complexos mais estveis so formados comagentes quelantes do que com o nmero equivalente de ligantesmonodentados.

Ligantes com mais de umtomo doador


13/37



14/37



15/37

[Ni(H2O)6]2+(aq) + 6NH3 [Ni(NH3)6]2+(aq) + 6H2O(l)Kf= 4 108

[Ni(H2O)6]2+(aq) + 3en [Ni(en)3]

2+(aq) + 6H2O(l)

Kf= 2 1018 Agentes sequestrantes so agentes quelantes que so

usados para a remoo de ons metlicos no necessrios.

Na medicina, os agentes sequestrantes so usados para aremoo seletiva de ons metlicos txicos (por exemplo,Hg2+ e Pb2+), enquanto os metais biologicamenteimportantes so deixados.



16/37

Metais e quelatos nos sistemas vivos

Muitos quelantes naturais so desenvolvidos em torno damolcula de porfina.

Porfirinas: complexos metlicos derivados da porfina.

Duas importantes porfirinas so o heme (Fe2+) e a

clorofila (Mg2+

). A mioglobina protena contendo uma unidade heme,

que armazena o oxignio em clulas.



17/37


porfina


18/37


mioglobina


19/37


clorofila (Mg2+

).


20/37

Ligantes com maisde um tomodoador Um agente quelante muito

importante o EDTA

(etilenodiaminotetraactico).

o EDTA um cido fraco que pode ser representado por H4Y,cujos valores de ka correspodentes as etapas de dissociaodestes 4 hidrognios ionizveis so:

ka1 = 1,0 x 10-2

ka2 = 2,1 x 10-3

ka3 = 6,9 x 10-7

ka4 = 5,5 x 10-11


21/37

As formas do EDTA

Em soluo aquosa o EDTA dissocia-se produzindo quatro

espcies aninicas.

O equilbrio de dissociao afetado pelo pH. A frao decada espcie de EDTA em funo do pH representada pela

Fig. 17-2 (prximo slide). Para se obter uma espcie totalmente desprotonada precisa-de

de um pH alto (pk4 = 10,26);

Se o pH no for alto o suficiente , os ons H+ competem comos ons metlicas pelo EDTA.

O excesso de OH-pode precipitar hidrxidos de alguns metaisM(OH)X


22/37

As formas do EDTA


23/37

EDTA4-

(etilenodiaminotetraacetato).

O EDTA ocupa 6 stios de coordenao, por exemplo,[CaEDTA]2- um complexo octadrico Ca2+.

Tanto os tomos de N como os tomos de O coordenam-

se ao metal.

O EDTA usado em produtos de consumo paracomplexar os ons metlico que catalisam reaes de

decomposio.

Ligantes com maisde um tomodoador


24/37



25/37

Indicadores metalocrmicos

Negro de Eriocromo T

So compostos orgnicos coloridos que

formam quelatos com os on metlicos; O quelato tem uma cor diferente daquela

do indicador livre;

Durante a titulao, o indicador libera oon metlico, que ser complexado peloEDTA;

A estabilidade do complexo metal-indicador precisa ser menor que a docomplexo metal-EDTA.


26/37

Indicadores metalocrmicos


27/37

Curva de titulao complexomtrica

C

d

tit l

l t i


28/37



29/37



30/37

AGENTES COMPLEXANTES AUXILIARES

A ao complexante do EDTA mxima em solues alcalinas, pois oh predomnio EDTA na forma Y-4.

Porm, o aumento do pH no meio reacional acentua a tendncia dosmetais pesados em formar hidrxidos ou sais bsicos pouco solveis.

Para evitar a precipitao dos ons do analito comum adicionar

agentes complexantes auxiliares, cujo complexo com ction (analito),seja menos estvel que o complexo com EDTA.

Exemplo: Titulao dos ons zinco com EDTA.

A titulao para o Zn2+ com EDTA realizada na presena de um agente

complexante auxiliar, pois o valor mnimo do pH, necessrio para que atitulao seja vivel, suficiente para precipitar Zn(OH)2 (Kps = 3,0 x10-16) antes da adio do EDTA. A titulao do Zn2+ usualmenterealizada em tampo amoniacal, que alm de tamponar o meio, servepara complexar o on metlico, mantendo-o em soluo disponvel para

reao com EDTA.


31/37

Agente Mascarante

O mascaramento utilizado para evitar que um elemento interfirana anlise de outro elemento.

Por exemplo: o Mg2+ em uma mistura de Mg2+ e Al3+ pode ser

titulado mascarando antes o Al3+ com F-, deixando assim apenas

o Mg2+

para reagir com o EDTA.

Se um metal no se dissocia livremente de um indicador diz-se que

o metal bloqueou o indicador. O negro de eriocromo T bloqueado pelo Cu2+, Ni2+, Co2+, Fe2+, Fe3+ e Al3+.

kfM-CN >>> kfM-Ind ou M-EDTA

Titulaes

complexomtricas

com


32/37

Titulaes complexomtricas comEDTA

C

d

i l

l i


33/37



34/37

Titulao direta: ons metlicos so titulados diretamente com EDTA,

sendo o ponto final visualizado com um indicador metalocrmico.Exemplo: Padronizao da soluo de EDTA com soluo padro deCaCO3

Mtodos de titulao complexomtricas

Mtodos

de

titulao

complexomtricas


35/37

Titulao de Retorno: A poro residual do EDTA titulada com umasoluo de padro de um outro on metlico, como Zn2+ ou Mg2+.

Exemplo: Determinao do Al3+.

on da soluo Padro na titulaodo EDTA residual no pode deslocaro analito do complexo.

Indicador: alaranjado de xilenol

necessria se o analitoreage muito lentamente com

EDTA (Cr3+, Fe3+ e Al3+)sob as condies da anlise

ou se ele bloqueia oindicador.

Mtodos de titulao complexomtricas

Tit l D l t Adi i d l


36/37

Titulao por Deslocamento: Adiciona-se um excesso de uma soluopadro do complexo Mg-EDTA a uma soluo de ons metlicoscapazes de formar um complexo mais estvel do que o complexo Mg-EDTA. O on Mg2+ deslocado do complexo (Mg- EDTA) e

posteriormente (on Mg2+) titulado com uma soluo padro de EDTA.

Exemplo: Titulao do Fe3+

Se aplica a Titulao por deslocamento quando no se dispe de um

indicador adequado para a espcie que se deseja determinar.

Condio:


37/37

Titulao Indireta: Usada na quantificao de nions queprecipitam com certos ons metlicos. Ex: CO32-, CrO42-, S2- e SO42-

podem ser determinados por titulao indireta com EDTA.

Exemplo: Determinao de SO42-.

Indicador:

prpura de ftalena violeta ao verde-amarelado

SO42-

(aq) + Ba2+

(aq) BaSO4(s) + Ba2+

(aq)

(excesso) (residual)

(residual)

Ba2+(aq) + EDTA Ba-EDTA

a química dos compostos de coordenação - titulação por complexação (1)

Documents