PRCTICA 2

Facultad de Ciencias Qumica e Ingeniera

Universidad Autnoma del Estado de Morelos

Facultad de Ciencias Qumica e Ingeniera

QUIMICA ANALITICA II Dr. Ral Villamil Ramos Complejos de EDTA y curvas de titulacin con EDTA

EQUIPO 2: Lizeth Arely Matias ValdezAziel Avalos Jimenez

Complejos de EDTA con iones metlicosEDTA es una abreviatura del cido etilendiaminotetraacetico, un compuesto que forma complejos 1:1 fuertes con la mayora de los iones metlicos.

El EDTA juega un papel importante como agente complejante fuerte de metales en procesos industriales y en productos tales como detergentes, productos de limpieza y aditivos alimentarios que impiden la oxidacin de alimentos catalizada por metales.

Complejos metal- quelato

Los iones metlicos son cidos de Lewis, que aceptan pares de electrones de ligandos donadores de electrones, que a su vez son bases de Lewis. El cianuro (CN-) se denomina ligando monodentado, porque se enlaza a un ion metlico a travs de un solo tomo, la mayora de los metales de transicin se enlazan a 6 tomos de ligando. Un ligando que se une a un ion metlico a travs de ms de un tomo del mismo se llama ligando multidentado (de muchos dientes) o ligando quelante.

Figuras de varios agentes quelantes

Los cidos aminocarboxilicos son agentes quelantes sintticos. Los tomos de nitrgeno y oxigeno del carboxilato son tomos ligados potenciales de estas molculas

Una valoracin basada en la formacin de un complejo se llama valoracin complexometrica. Todos los ligados a excepcin del NTA, forman complejos fuertes 1:1 con todos los iones metlicos, excepto con los monovalentes como litio, sodio y potasio.

Efecto quelato

El efecto quelato es la capacidad de los ligandos multidentados de formar complejos metlicos ms estables que los que puedan formar ligandos monodentados similares a los primeros

Un ligando bidentado forma un complejo ms estable que dos ligandos monodentados

El efecto quelato se puede entender en trminos termodinmicos. Los dos impulsos que tienen a producir una reaccin qumica son la disminucin de entalpia (< 0, liberacin de calor) y aumento de la entropa ( >0, mayor desorden). En las reacciones se forman cuatro enlaces Cd-N, y es aproximadamente igual para las dos reacciones (-55.6 Kj/mol para 12.1 y -58 Kj/mol para 12.2)

En la reaccin 12.1 intervienen tres molculas de reactivos, mientras que en la reaccin 12.2 lo hacen cinco molculas. Ambas reacciones liberan cuatro molculas de agua. Se crea ms orden en la reaccin 13.2 ( = -71J/mol K) que en la reaccin 13.1 ( = -2 J/mol k) la variacin de entropa decide que la reaccin 13.1 este favorecida sobre 13.2

EDTA

El EDTA es un sistema hexaprotico, que se puede designar con . Los tomos de H cidos que estn resaltados, en la formula, son los nicos que se pierden cuando se forma el complejo con un metal.Los cuatro primeros valores de pK se refieren a los protones carboxlicos, y los dos ltimos a los protones de amonio.

Fraccin de EDTA en la forma de En donde [EDTA] es la concentracin total de todas las especies de EDTA libres que hay en la disolucin.

Figura 12-7 Fraccin composicin diagrama EDTA

Complejos EDTA

La constante de formacin o constante de estabilidad de un complejo metal-EDTA es la constante de equilibrio de la reaccin.

Se define en trminos de la especie que reacciona con el ion metlico. La constante podra haberse definido en trminos de cualquiera de las otras 6 formas de EDTA en disolucin.

Constante de formacin condicional

La constante de formacin de la ecuacin 12.5 describe la reaccin entre y un ion metlico. Como se puede observar en la figura 12-7 la mayor parte de EDTA no esta en la forma por debajo de un pH 10.24, as especies y y as sucesivamente predominan en pH bajos. Es conveniente expresar la fraccin libre de EDTA en la forma recordando la ecuacin 12-3 para obtener.

Donde [EDTA] es la concentracin total de las especies de EDTA no unidas a un ion metlico.

La constante de equilibrio de la reaccin 12-5 ahora se escribe como

Se fija el pH mediante un tampn es constante y se puede englobar con

El valor de se llama constante de formacin condicional, o constante de formacin efectiva. Esta constante describe la formacin de a un pH determinado. Posteriormente, una vez que se sepa usar la ecuacin 12-6, se podr modificar la forma que se puede calcular la fraccin de ion metlico que se encuentre libre en la forma

La constante de formacin condicional nos permite considerar la formacin de un complejo EDTA que no forma parte del complejo se encontrase en una nica forma;

A un pH dado, podemos hallar y calcular Curvas de titulacin

La curva de valoracin es una representacin del pM frente al volumen de EDTA aadido,

de forma anloga a la curva de valoracin del pH frente a volumen valorante en una titulacin acido-base, siendo

En una curva de valoracin existen tres regiones referenciadas al punto de equivalencia.

Regin 1 (Antes del punto de equivalencia):

En esta regin se tiene un exceso de Mn+ que no ha reaccionado con el EDTA, siendo la concentracin del ion metlico libre igual a la concentracin de Mn+ que no ha reaccionado.Regin 2 (En el punto de equivalencia):

Las concentraciones del ion metlico y del EDTA son iguales, tomndose como la reaccin como,

Regin 3 (Despus del punto de equivalencia):

En esta regin por el contrario de la regin 1 hay un exceso de EDTA encontrndose prcticamente todo el ion metlico en la forma de MYn-4, y las concentraciones del EDTA en exceso y del EDTA libre se igualan.

Figura 1.Valoracin para 50 ml de Ca2+ a 0.005 M con EDTA a 0.01 M en una solucin amortiguadora de pH 10.0.

Figura 2. Valoracin para 50 ml de Mg2+ a 0.1 M con EDTA a 0.1 M, con una solucin amortiguadora de pH 10.0.

Figura 3. Valoracin para 50 ml de Cu2+ a 0.1 M con EDTA a 0.1 M, con una solucin amortiguadora de pH 9.0.Las anteriores tres grficas presentan las curvas de valoracin para los iones metlicos de Ca, Mg y Cu.

Se observa que los valores de pMn+ varan dependiendo del ion que se trate, por ejemplo los valores de pCa y pMg estn entre 1 y 10 aproximadamente y para el pCu entre 9 y 17, tenindose concentraciones iguales de EDTA y los iones metlicos para las figuras 2 y 3.

Algunas de las titulaciones en soluciones amortiguadoras requieren un agente complejante auxiliar que permite mantener el catin en solucin.EJEMPLO:

Calcular la forma de la curva de titulacin para la reaccin de 50,0 mL de 0,040 0 M(tamponado a pH 10.00) con 0.080 0 M EDTA:

El volumen de equivalencia es 25.0 ml. Como Kf es grande , se puede decir razonablemente que la reaccin es completa en cada adicin de valorante. Podemos representar pCa2+(= -Log[Ca2+] ) en funcin de los milimitros de EDTA aadidos.Regin 1: antes del punto de equivalencia

Consideremos la adicin de 5,0 mL de EDTA. Como el punto de equivalencia son 25,0 mL

de EDTA, se ha consumido la quinta parte de Ca2+ y quedan sin reaccionar cuatro cuartas partes.

De forma semejante podremos calcular pCa2+ para cualquier voluumne de EDTA menor de 25.0 ml.Regin 2: en el punto de equivalencia

Prcticamente todo el metal esta n forma de CaY2-. Suponiendo despreciable la disociacin, la concentracin de CaY2- es igual a la concentracin inicial de Ca2+ salvo la correccin por la dilucin.

La concentracin de Ca2+ libre es pequea y desconocida. Podemos escribir

Regin 3: despus del punto de equivalencia

En esta regin, prcticamente todo el in metlico est en forma de CaY2- , y hay un exceso de EDTA.LA concentracin de CaY2-y el exceso de EDTA se pueden calcular fcilmente. Por ejemplo, cuando se han aadido 26.0 ml, hay un exceso de EDTA de 1.0 ml.

La concentracin de Ca2+ est regida por

El mismo tipo de clculo se puede usar para cualquier volumen, pasado el punto de equivalencia.

La curva de valoracinLas curvas de valoracin calculados para el Ca2+ y Sr2+ que aparecen en la figura muestran un salto diferente en el punto de equivalencia, donde la pendiente es mxima. El punto final para Ca2+ es mas marcado que el Sr2+, porque la constante de formacin condicional CaY2-, Y4- Kf, es mayor que la del SrY2-.si se disminuye el pH, la constante de formacin condicional disminuye (porque disminuye Y4-), y el punto final es menos marcado. El pH, no puede aumentarse arbitrariamente porque de lo contrario podra precipitar el hidrxido metlico.

Curvas tericas de valoracin de 50.0 ml de ion metlico 0.040 0M con EDTA 0.080 0m a pH 10.0. Bibliografa:Tomado de : Facultad de Ciencias Agrarias; Qumica Analtica, http://campus.fca.uncu.edu.ar/pluginfile.php/24513/mod_resource/content/1/Cap%202%20Gravimetr%C3%ADa%202015.pdfHarris, D.C. Anlisis Qumico Cuantitativo.3rd Edicin Grupo Editorial Iberoamrica, 1992.

Campillo Seva N. Equilibrio y Volumetrias de complejacin Analisis Quimico. Universidad de Murcia; 2011.

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