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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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