Complexometria

COMPLEXOMETRIA :

La formación de iones complejos metálicos estables, por la valoración de una solución de un ion metálico con una solución estándar adecuada de un agente formador de complejos o ligando, adquiere importancia como método de análisis volumétrico. Para que una reacción sea adecuada para una de estas valoraciones ha de satisfacer los mismos requisitos que todos los demás métodosde análisis volumétrico. Una reacción de formación de complejos ha de ser: 1.- rápida 2.- de transcurrir conforme a una estequiometría bien definida 3.- y ha de poseer las propiedades características convenientes para la aplicación de los diversos sistemas de determinación del punto final. El éxito notable del ácido etilendiaminotetraacético (EDTA), como titulante para iones metálicos se basa enlas propiedades siguientes: i) la forma desprotonada del EDTA contiene 6 lugares con pares de electrones no compartidos, capaces de formar enlaces coordinados con un ion metálico. Dos de estos lugares son átomos de nitrógeno (azul), mientras que los otros cuatro son átomos de oxígeno (rojo), lo que da al quelón una capacidad muy general para formar complejos. La estructura de la forma aniónica de lamolécula de EDTA es:

ii) En la reacción con iones metálicos, el EDTA no sólo es capaz de satisfacer todas las necesidades de coordinación del metal, sino que puede lograr esto mediante la formación de
un conjunto de anillos pentagonales. El anión del EDTA puede envolver el ion metálico, formando hasta 5 de estos heterociclos, cada uno de los cuales tiene una tensión estérica insignificante.iii) Se pueden preparar soluciones estándar de EDTA con facilidad y exactitud pesando y disolviendo una muestra de la sal disódica Na2H2Yx2H2O (PM=372,24), la que es barata y de calidad muy pura. El EDTA es un ácido tetraprótico. Cada uno de los átomos de hidrógeno en los grupos carboxilos (--COOH) experimenta disociación ácida. De ordinario se escribe como H4Y, para mostrar el caráctertetraprótico de este ácido. El ion etilendiaminotetraacetato (Y-4), forma complejos muy estables, en la razón uno a uno, con prácticamente los iones de todos los metales de la tabla periódica. La razón uno a uno en los complejos metal--EDTA es debido a que el ion Y-4 posee en total 6 grupos funcionales (4 grupos carboxilos y 2 grupos aminos) que pueden ocupar 4,5 o 6 posiciones de coordinación en torno de union metálico central. La reacción general de formación de complejos metal--EDTA puede escribirse en la forma: M+n + Y-4 = MYn-4 en que M+n representa un catión metálico de carga +n solvatado o hidratado. La mayoría de las valoraciones metal--EDTA se efectúan en soluciones neutras o alcalinas. La razón de ello es que los complejos metal-EDTA, aunque en general son muy estables, pueden experimentardisociación en presencia de un ácido a causa de protonación del ion Y-4, pej.: MYn-4 + 2 H+ = M+n + H2Y-2 Las especies de EDTA predominantes en medios neutros o alcalinos son los iones H2Y-2 y HY-3, luego la reacción de valoración es:

M+n + H2Y-2 = MYn-4 + 2 H+ o

M+n + HY-3 = MYn-4 + H+

según el pH exacto de la solución. La formación de iones hidrógeno como producto de reacción causadisminución del pH de la solución, luego se amortigua la solución contra el cambio de pH. Se emplea en exceso un sistema amortiguador innocuo, como ácido acéticoacetato o amoníaco - nitrato de amonio; además este amortiguador cumple una segunda función, evita la precipitación indeseable de los hidróxidos de cadmio, cobre. niquel y cinc en la proximidad de pH 7 u 8. Debe mencionarse que loscomplejos que estos elementos forman con amoníaco, al ser menos estables que los complejos correspondientes con EDTA, no interfieren en las determinaciones de estos metales. INDICADORES METALCRÓMICOS. Así como los indicadores ácido -base son sustancias orgánicas fuertemente coloreadas que cambian de color al reaccionar con iones hidrógeno, los indicadores metalcrómicos hacen lo mismo, al reaccionar...