complejo compuesto soluble que se forma por la … que influye en el uso de los indicadores...
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COMPLEJO
Compuesto soluble que se forma por la union (enlacecovalente) reversible de un ion metalico con uno o mas iones omoleculas con la restriccion de que no ocurre un fenomenoredox.
Ej. Fe +3 + 6 CN- [ Fe(CN) ] -3Ej. Fe +3 + 6 CN- [ Fe(CN)6 ] -3
Estructura de los Complejos
Me+n + : L ⇔ [Me:L]+n
Ácido Ión complejo o compuesto
Coordinación
Base
Coordinación
Átomo Central Ligando
Iones o moléculas que tienen uno o más pares de
electrones disponibles
Iones metálicos que tienen los orbítales “d” parcialmente
llenos metales transición
Clasificación Ligandos
Monodentados
IONESCl-, F-, Br-, SCN-
MOLÉCULAS H2O, NH2, NO
Bidentados(Oxalato)
−
−
COO
COO(Oxalato)
Tridentados(A: Nitriloacético)
Tetradentados(Trietilentetramino)
Hexadentados(A. Etilendiamino Tetracético)
−COO
COOHCH2 COOHCH2
COOHCH2
N
2
2
CH
CH
222 NHCHCHNH −−−
222 NHCHCHNH −−−
NCHCHN 22 −−−
COOHCH2
COOHCH2
COOHCH2
COOHCH2
Polidentados
Estabilidad de los iones complejos
Se mide en términos de su formación, reacción que se lleva a cabo generalmente en etapas
Cu+2 + 4NH3 ⇔ [Cu(NH3)4]+2
10x1,8]NH][Cu[
])NH(Cu[Ke 12
43
2
243
+
+
==
])NH(Cu[
]NH][Cu[
Ke
1Ki
]NH][Cu[
43
43
2
3
+
==
Ke > > > ���� Mayor estabilidad del complejo.
Cu+2 + NH3 ⇔ [CuNH3]+2 K1 =1,9x10
4
[CuNH3]+2 + NH3 ⇔ [Cu(NH3)2]
+2 K2 =3,6x103
[Cu(NH3)2]+2 + NH3 ⇔ [Cu(NH3)3]
+2 K3 =7,9x102
[Cu(NH3)2]+2 + NH3 ⇔ [Cu(NH3)4]
+2 K4 =1,5x102
Factores que influyen sobre la estabilidad de los complejos
1. Características átomo central (ión metálico)
Potencial iónico (φ)
>>=φ ión del Radio
ión del aargCAlta carga
Tamaño pequeño
Complejos más estables
Tamaño pequeño
Catión Carga Radio φNa+ +1 0,95 1,05
Ni+2 +2 0,64 2,90
Pt+4 +4 0,63 6,20
Configuración electrónica
Metales con “órbitas d incompletos” � Hibridización con d, s, p. Iones con configuración de “gas noble” tienen poca tendencia a formar complejos.
Factores que influyen sobre la estabilidad de los complejos
Continuación…
2. Características de los ligandos
Tamaño
Menor tamaño � complejos más estables
F- > Cl- > Br - Más unidos átomo central
Mayor carácter básicoátomo central básico
Tipo de ligando
Ligando polidentado > > Ligando monodentado
CuEDTA
Kest = 1018,8
[Cu(NH3)4]+2
Kest = 1012,6
Factores que influyen sobre la estabilidad de los complejos
Continuación…
Carga del ligando> Carga > estabilidad � Enlaces átomo central más fuerte
PO4-3 > SO4
-2 > Cl-
Momento Dipolar
> Momento dipolar > Estabilidad
Compuesto µNH3 1,47
CH3NH2 1,22
(CH3)2 NH 0,92
H2O > ROH > ROR
Ligandos en el Análisis Volumétrico. Diferencias
Ligandos PolidentadosLa estequiometría de sus reacciones es simple.
Reacción cuantitativamente, formando complejos de gran estabilidad (Kest >).
Permite una buena determinación del punto final [(Me+n)] y selección del indicador.selección del indicador.
Ligandos MonodentadosLa estequiometría de sus reacciones no es simple.
No se puede visualizar nítidamente el punto final.
A pesar de que Kest es alta, se debe agregar un gran exceso del ligando para lograr la formación del complejo.
Valoraciones Complejométricas
Métodos de análisis en los cuales se determina la concentración de un ión metálico presente en la muestra que se analiza, convenientemente disuelta, con una solución patrón que forme con el ión metálico un complejo soluble.
En general:
Me+n + : L ⇔ [M : L]+n
RequisitosMonodentado
Complejo Quelato
Polidentado
Ag+ + 2CN- ⇔ [Ag(CN)2]-1 Mg+2 + H2Y-2 ⇔ MgY-2 + 2H+
Características del ligando EDTA (H4Y)
Compuesto Características
�Ácido Tetraprótico.
� Poco Soluble en agua.
� Relación 1:1 independiente de:
a) Carga átomo central
b) Nº coordinación átomo H4Y
b) Nº coordinación átomo
central
� Reacción de formación del complejo se realiza en una etapa:
Me+n + Y-4 ⇔ [MeY]+n-4
� Estándar primario.
Na2H2Y
� Soluble en agua.
� Sinónimos: Verseno, complexona o titriplex.
Estructura propuesta para un Quelato metal EDTA
CH2
OO
O || C
H2C
CH2
N
CH2
C=OO
O
C||O
MM
N
O
O = C
Curvas de valoraciones complejométricas
[CuY]2- Kest=1018,8
[Cu(NH3)4]2+ Kest=1012,6
0
pMn+
⇑
Vol. NH3 �
Vol. EDTA �
a.- Determinación Punto Final
� Potenciométrico, Fotométrico.
� Usando indicadores metalocrómicos
Me+n + Hln-2 ⇔ Meln+n-2 + H+
Color A Color B
b.- Factores que influye en el uso de los indicadores metalocrómicos.
� pH: Controlar pH para obtener cambios nítidos de color en el punto final.
� Relación
H2ln- ⇔ Hln-2 ⇔ In-3
Rojo Azul Amarillo-Naranja
pH=6,3 pH=11
10][
][ 4
=−+
MeInKest
MeYKest n
-
Influencia del pH en la valoración con EDTA
pH Reacción Predominante Ki
<2 H4Y⇔ H3Y- + H+ K1 = 1,00x10
-2
2-3 H3Y⇔ H2Y-2 + H+ K2 = 2,16x10-3
3-6 H2Y-2 ⇔ HY-3 + H+ K3 = 6,92x10
-7
6-10 HY-3 ⇔ Y-4 + H+ K = 5,5x10-116-10 HY-3 ⇔ Y-4 + H+ K4 = 5,5x10-11
Reacción de ProtonaciónReacción de ProtonaciónReacción de ProtonaciónReacción de Protonación
[MeY]+n-4 + 2H+ ⇔⇔⇔⇔ Me+n + H2Y-2
Formación de hidróxidos insolublesFormación de hidróxidos insolublesFormación de hidróxidos insolublesFormación de hidróxidos insolubles
Metales pH Prevención
Cd, Cu, Ni, Zn 7-8 Uso de soluciones
ReguladorasMg > 10
Deficiencias
SueloCultivos Industria
MercadosProducto FrescoExportación
Productos humanos
C. QuímicaNutricionalToxicologíaEstabilidad
DeficienciasContaminación
InsumosAgua
Fertilizantes
Plaguicidas
Producto Animal
AnimalesDomésticos Granjas
DietasCosechas
Desechos
AireAguaSuelo
Desarrollo Rural
Aplicaciones de Quelatos (Agroindustria)
� Estabilizar aroma, color y vitaminas. Prolonga fecha de vencimiento del alimento.
� Bebidas gaseosas y jugosBebidas gaseosas y jugosBebidas gaseosas y jugosBebidas gaseosas y jugos previenen degradación del color, sabor y contenido de vitamina C.
� Conservación de vegetalesConservación de vegetalesConservación de vegetalesConservación de vegetalesmantienen el color de los productos envasados.envasados.
� Frutos del mar envasadosFrutos del mar envasadosFrutos del mar envasadosFrutos del mar envasados evitan el oscurecimiento y la formación de olor.
� EncurtidosEncurtidosEncurtidosEncurtidosmejora el color y la estabilidad del sabor.
� Evitan la rancidez en grasa, aceites y derivados lácteos.
� Tratamiento de la dureza del agua.
Constante de estabilidad de los Quelatos
FERTILIZACION CON MACRO Y MICROELEMENTOS
Aplicaciones de los quelatos en AgronomíaAplicaciones de los quelatos en Agronomía
1.1. ParaPara corregircorregir deficienciasdeficiencias dede microelementosmicroelementos enensuelosuelo yy plantaplanta
2.2. EnEn tratamientotratamiento dede durezadureza dede aguaagua
Constante de estabilidad de los Quelatos
Ligando log K correspondiantes a (L) los quelatos
1,2 DCTA (dietilentriaamino pentaacetico) 17 18,7 16,8 12,5
EDTA (etilendiamino tetraacetico) 25,1 16,1 13,4 10,6
L-Fe L-Zn L-Mn L-Ca
•Constante de estabilidad, K=[ (LM) –y+x ] / [ L-Y ] [ M+x]
•Constante de estabilidad, K= [ LH2Zn/ ] / [( LH2) -2 ] [ Zn+2 ]
Yufera y carrasco,1973.Quimica Agricola I
.
Requisitos de los Quelatos destinados a fines agrícolas
� Kest grande � Liberación lenta del ión metálico, > aprovechamiento del microelemento Fe+2 � Fe(OH)2 �Fe2O3 (Insoluble).
� El ión metálico debe ser aprovechado por las plantas.� El ión metálico debe ser aprovechado por las plantas.
� La parte orgánica (Ligando) no debe ser atacable por microorganismos.
� Debe tener bajo costo.
� El ligando no debe ser tóxico (Plantas).
PrácticaPrácticaPrácticaPráctica
1. En una Fiola añadir en orden:
•• 1010 mlml dede soluciónsolución problemaproblema dede MgMg
•• 5050 mlml dede HH22OO destiladadestilada
•• 22 mlml dede solsol BufferBuffer (NH(NH44OH,OH, NHNH44CL)CL) IncoloroIncoloro
2. A la misma fiola añadir 8 gotas del indicador N.E.T.
Rojo vinoRojo vinoAzulAzulMgMg ++22 ++ HH InIn ––22 �� MgMg InIn -- ++ HH ++
1, 2, 3 y 41, 2, 3 y 4
Rojo Rojo VinoVino
p H entre 9 y 10p H entre 9 y 10
3. Inicie la valoración con E.D.T.A gota a gota agitando constantemente
Antes del punto finalAntes del punto final En el punto finalEn el punto finalDespués del punto finalDespués del punto finalAntes del punto finalAntes del punto final En el punto finalEn el punto final
AzulAzulRojo vinoRojo vinoMgMg InIn ––++ HH YY –– 33 �� MgMg YY –– 22 ++ HH InIn -- 22
IncoloroIncoloro
mm MM EE..DD..TT..AA == mm MM MgMg ++++
4. Anotar volumen gastado para llegar hasta el punto final
5. Realizar por cuadruplicado (4 veces)
6. Precision hasta 0,3 mL