VALORACIÓN COMPLEJOMÉTRICA

VALORACIÓN COMPLEJOMÉTRICA

Valoración complexométrica es una forma de análisis volumétrico basado en la formación de compuestos poco disociados:1 halogenuros de mercurio, cianuro de plata, fluoruro de aluminio. Se suele utilizar la formación de un complejo coloreado para indicar el punto final de la valoración. Las valoraciones complexométricas son particularmente útiles para la determinación de una mezcla de diferentes iones metálicos en solución. Generalmente se utiliza un indicador capaz de producir un cambio de color nítido para detectar el punto final de la valoración.

En teoría, cualquier reacción de complejación se puede utilizar como una técnica volumétrica, siempre que:

1. la reacción alcanza el equilibrio rápidamente después de que se añade cada porción de valorante.
2. no se plantean situaciones interferentes. Por ejemplo, la formación gradual de varios complejos diferentes del ion metálico con el valorante, dando como resultado la presencia de más de un complejo en solución durante el proceso de valoración.
3. se disponga de un indicador complexométrico capaz de localizar el punto de equivalencia con bastante exactitud.

En la volumetría complexométricas se mide el volumen de solución tipo, necesario para formar un complejo con un catión metálico del compuesto que se analiza.

Muchos cationes metálicos reaccionan con especies dadoras de electrones llamadas ligando, para formar compuestos de coordinación o complejos. El ligando debe tener por lo menos un par de electrones sin compartir.

Los complejos llamados quelatos, se producen por la coordinación de un catión y un ligando, en los que el catión (metálico) es parte de uno o varios anillos de cinco o seis miembros.

Los compuestos orgánicos más conocidos que forman quelatos utilizables en análisis cuantitativo son el ácido nitrilotriacetico, el ácido etilendiaminotetraacetico (EDTA) y la sal disodica del EDTA; estos compuestos se conoces comercialmente con los nombres de Tiriplez I, II y III respectivamente; también se utilizan los nombres de complexonas, bencenos o secuestrones.

El más empleado de los anteriores compuestos es la sal disodica del EDTA, por la facilidad de disolución en agua: la solución se prepara por el método directo dado el carácter de reactivo tipo primario de la sal di sódica.

El ácido etilendiaminotetraacetico EDTA contiene cuatro hidrógenos ácidos; por esa razón se representa también como H4Y.

El EDTA forma complejos estables con la mayoría de los cationes y entra siempre en relación molar 1:1 en la fórmula del complejo, independiente de la carga del catión, como se muestra en las siguientes reacciones.

1. Mg+2 +Y-4MgY-2
2. Al+3 + Y-4AlY-1
3. Ca+2 + Y-4CaY-2

Los iones formados en las reacciones anteriores son incoloros, de tal manera que para determinar el punto final se emplean indicadores llamados metal crómico. Estos tienen la propiedad de formar complejos con cationes como el Ca+2 y el Mg+2, de distinto color al que presenta el indicador libre. Estos indicadores son ácidos débiles que se representan como Hin.

Complejometria

En la química analítica existen algunas reacciones químicas  que pueden usarse para  determinaciones volumétricas mediante la formación de un complejo. De aquí sale el nombre de Complejometría.

Los complejos químicos son la especie química que resulta de la unión entre un ion metálico central y un ligando mediante enlaces de coordinación.

Generalmente los complejos inorgánicos que se emplean en el análisis volumétrico son muy escasos y su aplicación  es muy limitada.

La complejometria es la volumetría de formación de complejos, se basa en la formación de un complejo soluble mediante la reacción de la solución que se valora generalmente en un ion metálico en solución, para su formación se utiliza un indicador capaz de producir una cambio de color nítido para detectar el punto final de la valorización a realizar.

Para explicar la formación de los complejos hay que considerar  que los iones metálicos (principalmente los polivalentes), por el simple hecho de estar en solución acuosa, ya forman un complejo, ya que al atraer las moléculas de agua adyacentes forma un ion complejo.

Por ejemplo el aluminio (III) forma un ion complejo trivalente de la formula Al(H2O)6.

La fuerza mediante la cual se unen los iones metálicos con otros iones radicales o moléculas no corresponden a las valencias normales del ion, sino más bien a las valencias que ya están  coordinadas, las cuales pueden ser, 2, 4 o 6, a estas se les conoce como números de coordinación.

A los radicales o moléculas que se coordinan con un ion metálico se les da el nombre de ligando y cuando están tienen e electrones que pueden donar al ion metálico, los complejos que se forman de esta manera reciben el nombre de Quelatos. Los compuestos de coordinación o complejos pueden ser solubles o insolubles en el medio en el cual se producen.

Equilibrio químico

La formación de un complejo químico se forma por enlaces de coordinación  Por ejemplo la formación de un complejo se puede explicar mediante el siguiente dibujo:

[pic 1]

Se puede ver que hay un ion o catión  metálico en el centro el cual está  rodeado de moléculas de agua, unidas mediante unión  electroestática, pero si en la solución  tenemos un ligando o grupo funcional hay un equilibrio químico de tal manera que el ligando puede sustituir a una de las moléculas  del agua que rodea al catión metálico  y establecerse en su esfera de coordinación, de esta forma se establece lo que es un enlace coordinado entre el ligando y el catión metálico. Formando de este modo el complejo químico.

Una propiedad de los complejos  químicos  es que siempre presentan cargas eléctrica en su mayoría son coloreadas, solubles en el agua y tienen gran estabilidad.

En estas reacciones de formación de complejos las constantes de equilibrio son de formación y no de disociación como lo es en los equilibrios  acido-base.

Cuando el complejo tiene un número de coordinación mayor o igual a 2 podemos decir que son constantes de formación sucesiva (k).

En el caso de los ligandos multidentados, el número de coordinación puede satisfacerse con uno o varios ligando.

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