EDTA

El ácido etilendiaminotetraacético, llamado también ácido (etilendinitrilo) tetraacético, que se abrevia generalmente como EDTA, es el valorante complexométrico más utilizado. El EDTA tiene la fórmula estructural:




La molécula de EDTA contiene seis posibles sitios de enlace con un ion metálico: los cuatro grupos carboxilo y los dos grupos amino, cada uno de estos últimos con un par deelectrones no compartidos. Así, el EDTA es un ligando hexadentado.
Propiedades ácidas del EDTA
Las constantes de disociación de los grupos ácidos del EDTA son K1 = 1.02 × 10-2, K2 = 2.14 × 10-3, K3 = 6.92 × 10-7 y K4 5.50 × 10-11. Es interesante resaltar que las dos primeras constantes tienen el mismo orden de magnitud, lo cual hace pensar que los dos protones se disocian de extremos opuestos dela molécula. Como consecuencia de su separación física, la carga negativa que genera la primera disociación no afecta en gran medida la separación del segundo protón. Sin embargo, no se puede decir lo mismo respecto de la disociación de los otros dos protones, mucho más cercanos a los iones carboxilato de carga negativa que se crean con las disociaciones iniciales.
Las múltiples especies del EDTAse abrevian habitualmente como H4Y, H3Y-, H2Y2-, HY3- y Y4-. La Figura 17.2 ilustra la variación de las cantidades relativas de estas cinco especies en función del pH. Advierta que la especie H2Y2- predomina en medios moderadamente ácidos (pH 3 a 6).
El ácido libre H4Y y la sal sódica dihidratada, Na2H2Y • 2H2O, están disponibles comercialmente con calidad de reactivo. El primero puede servircomo patrón primario tras desecarlo durante varias horas a 130-145 °C. Posteriormente, se disuelve en la cantidad mínima de base requerida para la disolución completa.
En condiciones atmosféricas normales, el dihidrato Na2H2Y • 2H2O contiene un 0.3% de humedad en exceso sobre la cantidad estequiométrica. Salvo en los trabajos que requieran gran precisión, este exceso es suficientemente reproduciblepara permitir el uso de un peso corregido de la sal en la preparación directa de una disolución patrón. En caso necesario, el dihidrato puro se puede preparar desecando a 80 °C durante varios días en una atmósfera con una humedad relativa del 50%.Se han investigado también varios compuestos que están relacionados químicamente con el EDTA, pero no parecen ofrecer ventajas significativas. Portanto, este capítulo se limita al estudio de las propiedades y aplicaciones del EDTA.
Complejos del EDTA con iones metálicos
Las disoluciones de EDTA son especialmente valiosas como valorantes, ya que el reactivo se combina con los iones metálicos en proporción 1:1 independientemente de la carga del catión. Por ejemplo, los complejos de plata y aluminio se forman mediante las reacciones siguientes:Ag+ + Y4- ⇌ AgY3-
Al3+ + Y4- ⇌ AlY-
El EDTA es un reactivo notable no sólo porque forma quelatos con todos los cationes, salvo los metales alcalinos, sino también porque muchos de esos quelatos tienen la estabilidad suficiente para llevar a cabo valoraciones. Esa considerable estabilidad resulta de los diversos sitios complejantes de la molécula que dan lugar a una estructura en forma dejaula, en la que el catión queda rodeado de manera efectiva y aislado de moléculas de disolvente. La capacidad del EDTA para formar complejos con metales es la causante de que se emplee ampliamente como conservante en alimentos y en muestras biológicas.
Cálculo de la concentración del catión en disoluciones de EDTA
En una valoración con EDTA, interesa determinar la concentración del catión en funciónde la cantidad de valorante (EDTA) añadido. Antes del punto de equivalencia hay un exceso de catión y su concentración se puede calcular a partir de la estequiometría de la reacción. Sin embargo, en el punto de equivalencia y en la región posterior, se debe emplear la constante de formación condicional del complejo para calcular la concentración del catión.
El pH mínimo permisible para obtener...