Aula XV - Equilíbrio de complexação

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Titulação de complexação
 Ácido de Lewis: Espécie química que recebe par de elétrons;
 Base de Lewis: Espécie química que doa par de elétrons;
 Ácido de Lewis: Espécie química que recebe par de elétrons;
 Base de Lewis: Espécie química que doa par de elétrons;
Ácido de Lewis
Base de Lewis
 Equilíbrio de complexação:
 Ligantes polidentados  Quelatos
 Ligantes monodentados
Equilíbrio de complexação
Cu2+ + NH3  [CuNH3]+ Kf1 = [[CuNH3]2+]/[Cu2+].[NH3]
[CuNH3]2+ + NH3  [Cu(NH3)2]2+ Kf2 = [[Cu(NH3)2]2+]/ [[CuNH3]2+].[NH3]
[Cu(NH3)2]2+ + NH3  [Cu(NH3)3]2+ Kf3 = [[Cu(NH3)3]2+]/ [[Cu(NH3)2]2+].[NH3]
[Cu(NH3)3]2+ + NH3  [Cu(NH3)4]2+ Kf4 = [[Cu(NH3)4]2+]/ [[Cu(NH3)3]2+].[NH3]
Equilíbrio de complexação
Cu2+ + NH3  [CuNH3]2+ Kf1 = [[CuNH3]2+]/[Cu2+].[NH3]
[CuNH3]2+ + NH3  [Cu(NH3)2]2+ Kf2 = [[Cu(NH3)2]2+]/ [[CuNH3]2+].[NH3]
[Cu(NH3)2]2+ + NH3  [Cu(NH3)3]2+ Kf3 = [[Cu(NH3)3]2+]/ [[Cu(NH3)2]2+].[NH3]
[Cu(NH3)3]2+ + NH3  [Cu(NH3)4]2+ Kf4 = [[Cu(NH3)4]2+]/ [[Cu(NH3)3]2+].[NH3]
______________________________________________________
Cu2+ + 4NH3  [Cu(NH3)4]2+  = [[Cu(NH3)4]2+]/[Cu2+].[NH3]4
Cu2+
[CuNH3]2+
[Cu(NH3)2]2+
[Cu(NH3)3]2+
[Cu(NH3)4]2+
8
9
 EDTA: Ácido Etilenodiaminotetracético
 EDTA: Ácido Etilenodiaminotetracético
Y4-
H4Y
12
Equilíbrio de complexação
Cu2+ + Y4-  CuY2- Kf = [CuY]2-/[Cu2+].[Y4-]
Equilíbrio de complexação
Cu2+ + Y4-  CuY2-  = [CuY]2-/[Cu2+].[Y4-]
Curva de titulação
H4Y  H+ + H3Y- Ka1 = [H+].[H3Y-]/[H4Y] = 1,0 x 10-2
H3Y-  H+ + H2Y-2 Ka2 = [H+].[H2Y-2]/[H3Y-] = 2,2 x 10-3
H2Y-2  H+ + HY-3 Ka3 = [H+].[HY-3]/[H2Y-2] = 6,9 x 10-7
HY-3  H+ + Y-4 Ka4 = [H+].[Y-4]/[HY-3] = 5,5 x 10-11
 
Dissociação do EDTA
16
H+
H4Y
H3Y-
H2Y-2
HY-3
Y-4
17
CEDTA total = [H4Y] + [H3Y-] + [H2Y-2] + [HY3-] + [Y4-]
0 = [H4Y]/ CEDTA total 
1 = [H3Y-] / CEDTA total 
2 = [H2Y-2] / CEDTA total 
3 = [HY3-] / CEDTA total 
4 = [Y4-] / CEDTA total 
18
H4Y  H+ + H3Y- Ka1 = [H+].[H3Y-]/[H4Y] = 1,0 x 10-2
H3Y-  H+ + H2Y-2 Ka2 = [H+].[H2Y-2]/[H3Y-] = 2,2 x 10-3
H2Y-2  H+ + HY-3 Ka3 = [H+].[HY-3]/[H2Y-2] = 6,9 x 10-7
HY-3  H+ + Y-4 Ka4 = [H+].[Y-4]/[HY-3] = 5,5 x 10-11
 
CEDTA total = [H4Y] + [H3Y-] + [H2Y-2] + [HY3-] + [Y4-]
Influência do pH
19
20
0 = ____ __ [H3O+]4____ ______________________________
 ([H3O+]4 + Ka1 [H3O+]3 + Ka1Ka2 [H3O+]2 + Ka1Ka2Ka3 [H3O+] +Ka1Ka2Ka3Ka4)
1 = ____ __ Ka1[H3O+]3________________________________
 ([H3O+]4 + Ka1 [H3O+]3 + Ka1Ka2 [H3O+]2 + Ka1Ka2Ka3 [H3O+] +Ka1Ka2Ka3Ka4)
2 = ____ __ Ka1Ka2[H3O+]2___________________________
 ([H3O+]4 + Ka1 [H3O+]3 + Ka1Ka2 [H3O+]2 + Ka1Ka2Ka3 [H3O+] +Ka1Ka2Ka3Ka4)
3 = ____ __ Ka1Ka2Ka3 [H3O+]2_________________________
 ([H3O+]4 + Ka1 [H3O+]3 + Ka1Ka2 [H3O+]2 + Ka1Ka2Ka3 [H3O+] +Ka1Ka2Ka3Ka4)
21
4 = ____ __ Ka1Ka2Ka3 Ka4___________________________
 ([H3O+]4 + Ka1 [H3O+]3 + Ka1Ka2 [H3O+]2 + Ka1Ka2Ka3 [H3O+] +Ka1Ka2Ka3Ka4)
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Exemplo
Calcule a concentração molar de Y4- em uma solução de EDTA (0,0200 mol L-1) tamponada em pH 10,00.
4 = ____ __ Ka1Ka2Ka3 Ka4___________________________
 ([H3O+]4 + Ka1 [H3O+]3 + Ka1Ka2 [H3O+]2 + Ka1Ka2Ka3 [H3O+] +Ka1Ka2Ka3Ka4)
H4Y  H+ + H3Y- Ka1 = [H+].[H3Y-]/[H4Y] = 1,0 x 10-2
H3Y-  H+ + H2Y-2 Ka2 = [H+].[H2Y-2]/[H3Y-] = 2,2 x 10-3
H2Y-2  H+ + HY-3 Ka3 = [H+].[HY-3]/[H2Y-2] = 6,9 x 10-7
HY-3  H+ + Y-4 Ka4 = [H+].[Y-4]/[HY-3] = 5,5 x 10-11
 
Equilíbrio de complexação
Cu2+ + Y4-  CuY2-  = [CuY]2-/[Cu2+].[Y4-]
CEDTA total = [H4Y] + [H3Y-] + [H2Y-2] + [HY3-] + [Y4-]
0 = [H4Y]/ CEDTA total 
1 = [H3Y-] / CEDTA total 
2 = [H2Y-2] / CEDTA total 
3 = [HY3-] / CEDTA total 
4 = [Y4-] / CEDTA total 
25
4 = [Y4-] / CEDTA total
 [Y4-] = CEDTA total .4
26
Equilíbrio de complexação
Cu2+ + Y4-  CuY2-  = [[CuY]2-]/[Cu2+].[Y4-]
= [[CuY]2-]/[Cu2+].[Y4-]
 = [[CuY]2-]/[Cu2+]. CEDTA total .4
 .4 = [[CuY]2-]/[Cu2+]. CEDTA total
Equilíbrio de complexação
Cu2+ + Y4-  CuY2-  = [[CuY]2-]/[Cu2+].[Y4-]
 = [[CuY]2-]/[Cu2+]. CEDTA total .4
 .4 = [[CuY]2-]/[Cu2+]. CEDTA total
 Constante de formação condicional
Equilíbrio de complexação
Cu2+ + Y4-  CuY2-  = [[CuY]2-]/[Cu2+].[Y4-]
 = [[CuY]2-]/[Cu2+]. CEDTA total .4
 .4 = [[CuY]2-]/[Cu2+]. CEDTA total
 Constante de formação condicional
 .4 = ’ = [[CuY]2-]/[Cu2+]. CEDTA total