Equilibrio químico en ligandos.

Equilibrio químico en ligandos.

PROTOCOLO DISEÑADO PARA REALIZARSE EN LABORATORIO*

*SI NECESITA EL DOCUMENTO IMPRÍMALO EN PAPEL

OBJETIVO.

Objetivo didáctico.

Observar la formación de complejos molécula-catión.

Comparar la complejación de dos cationes metálicos diferentes.

Objetivo experimental.

Determinar el equilibrio químico en una reacción de moléculas orgánicas ligantes con cationes metálicos.

Tiempo requerido.

Aproximadamente cuatro horas.

Conocimientos necesarios.

Manejo del potenciómetro y del espectrofotómetro.

Uso de indicadores metalocrómicos.

Química de coordinación.

INTRODUCCION.

Las titulaciones complejométricas se basan en la formación de un complejo soluble mediante una reacción entre la especie titulada y el titulante, dando lugar a un complejo en el cual participa usalmente un catión metálico.

Un complejo metálico es el resultado de la coordinación de un ion metálico con una especie que tenga uno o más pares electrónicos disponibles para ser compartidos. A la especie donadora de electrones se le llama ligante, y al ion metálico del complejo se le denonima ion central. El ligante puede tener uno más grupos donadores de electrones en cada molécula, por lo cual se clasifican en uni-, bi-, ..., multidentados.

Al número máximo de ligandos unidentados que pueden coordinarse con un cierto ion se le llama número de coordinación de dicho ion.

La formación de un complejo metálico soluble es un proceso reversible. El equilibrio es dinámico, por lo que se rige por la ley de acción de masas. La reacción y la expresión de la constante de equilibrio están dadas por,

Ks

L- + M+ \=====\ LM

[LM]

Ks = --------

[L-][M+]

donde,

L- = ligante libre al equilibrio;

M+ = catión metálico libre al equilibrio;

LM = complejo ligante-catión metálico al equilibrio;

Ks = constante de equilibrio.

A la constante de equilibrio correspondiente a la reacción que conduce a la formación del complejo se le llama constante de estabilidad.

El uso de constantes de estabilidad en lugar de constantes de disociación tiene la ventaja de que se manejan exponentes positivos.

En la gran mayoría de las titulaciones complejométricas se utiliza como titulante el ácido etilén-diamino-tetraacético o etilén-dinitrilo-tetraacético (EDTA), el cual forma quelatos de estequiometría ligante:metal de 1:1, estables y solubles en agua, con un gran número de iones metálicos polivalentes. La sal se disuelve directamente en agua; el ácido requiere la adición de hidróxido de sodio o alguna otra base para poder disolverse. Las soluciones titulantes así preparadas, tienen una estabilidad indefinida.

MATERIALES Y EQUIPOS.

(En la computadora, deslice el cursor sobre las imágenes de los Espectrofotómetros con el ratón)

Artículo Cantidad OK

Agitador magnético chico

1

Agitador magnético grande

1

Botella lavadora

1

Bureta de 25 ml

1

Celdas de vidrio

2

Electrodo combinado de pH

1

Embudo de talle largo

1

Espátula

1

Espectrofotómetro VISIBLE*

1

Gradilla

1

Matraces volumétricos de 25 ml

2

Matraces volumétricos de 50 ml

3

Matraces volumétricos de 100 ml

1

Parrilla magnética

1

Pinzas para bureta

1

Pipetas Pasteur con bulbo

3

Pipetas serológicas de 1 ml

3

Pipetas serológicas de 5 ml

3

Pipetas serológicas de 10 ml

3

Potenciómetro

1

Probeta graduada de 100 ml

1

Soporte universal

1

Tubos de ensaye de 10 ml

10

Vasos de precipitados de 30 ml

6

Vasos de precipitados de 50 ml

8

Vaso de precipitados de 100 ml

2

*Espectrofotómetro Spectronic 20

*Espectrofotómetro Spectronic 20D

REACTIVOS Y SUBSTANCIAS.

Artículo Cantidad OK

Ácido clorhídrico (HCl) 0.1 N

25 ml

Ácido clorhídrico (HCl) 0.01 N

25 ml

Ácido etilén-dinitrilo-tetraacético (EDTA) 5 mM a pH 7.4

100 ml

Agua destilada

500 ml

Bicarbonato de sodio (NaHCO3) 30 %

100 ml

Cloruro cúprico (CuCl2) 10 mM

50 ml

Cloruro férrico (FeCl3) 10 mM

50 ml

Hidróxido de sodio (NAOH) 0.1

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