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Equilibrios de formación de complejos

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EQUILIBRIOS DE FORMACION DE COMPLEJOS

En los comienzos del desarrollo de la Química como Ciencia se
prepararon sustancias que parecían consistir en una mezcla estequiométrica
de dos o más compuestos.
 Una clase de estas sustancias son las llamadas sales dobles, tales
como AlF3.3KF, Al2(SO4)3.K2SO4, Fe(SO4)(NH4)2.6H2O, etc.
Las propiedades de lasdisoluciones de las sales dobles son las mismas
que tendría la mezcla de las disoluciones de las sales constituyentes.
Cada una conserva su propia identidad.
 Otra clase de sustancias incluía a compuestos moleculares en los
cuales una sal metálica estaba combinada con una o más moléculas
neutras. Así, si una disolución acuosa de CoCl2 se trata con exceso de
amoniaco y después se somete a oxidación, seforman disoluciones de
las que pueden separarse una serie de compuestos:
CoCl 3.6 NH 3 amarillo-naranja
CoCl 2 + NH 3 (exceso) + (oxidación)

CoCl 3.5 NH 3 H 2O rosa
CoCl 3.5 NH 3 violeta

De forma análoga se prepararon muchos otros compuestos del mismo
tipo, estudiándose sus transformaciones, la existencia de isómeros, sus
conductividades, etc.
Hacia finales del siglo XIX, el químico suizo AlfredWerner dió una
explicación satisfactoria para las propiedades y la estructura de estos
compuestos, denominados complejos o compuestos de coordinación.
Básicamente un complejo está constituido por un ión central, M, al cual
se unen una serie de moléculas neutras o iones negativos, L, llamados
ligandos, constituyendo la esfera de coordinación. Las cargas residuales,
positivas o negativas seneutralizan con especies de carga opuesta:

Claudio González Pérez

2

.
3+

NH 3
NH 3
3+

.

NH3

CN

Co
NH 3

3 Cl

–

–
–

NH3

3–

–

3+

CN

NH3

CN

CN

–
+

Fe

CN

–

3K
CN

–

.

[Co(NH3)6]Cl3

[Fe(CN6]K3

La unión entre el ión central y los ligandos se hace mediante un enlace
covalente coordinado; de ahí que para que se formen compuestos de este
tipo los ligandos deban disponer de pareselectrónicos no enlazantes, y el
ión central de orbitales vacantes donde puedan entrar los pares
electrónicos de los ligandos.
Los iones metálicos se comportan como ácidos de Lewis, y los ligandos
como bases de Lewis, por lo que la formación de un compuesto de
coordinación puede considerarse como una reacción ácido–base.
+

Ag + 2 :C N:
base
acido
de Lewis de Lewis

[N C–Ag–C N]

–

ión complejo

Elnúmero máximo de ligandos que pueden unirse al ión central se
denomina número de coordinación. Cuando un ligando ocupa una sola posición
de coordinación recibe el nombre de monodentado; por ejemplo, el amoniaco
y el cianuro en los casos anteriores. Si el ligando posee más de un átomo
donante de electrones y se une al ión central ocupando más de una posición
de coordinación se denomina ligandopolidentado. Un ligando polidentado
puede estar unido al ión central de modo que se forme un anillo y entonces
el complejo recibe el nombre de quelato * .
En una gran mayoría de los casos, el complejo que incluye un anillo es
más estable que un complejo similar sin él. Este hecho fue puesto de
manifiesto por Schwarzenbach y denominado por él efecto quelato. Por
2+

ejemplo, el complejo de Cd conetilen-diamina es más estable que el
formado por el mismo ión y cuatro moléculas de metil-amina. La formación
de estos complejos puede considerarse como una reacción en la que
moléculas del disolvente son reemplazadas por los ligandos:

* La palabra "quelato" proviene del griego, "chele", garra, y la quelación puede asemejarse al cierre de

una pinza sobre el ión metálico.

Equilibrios de formación decomplejos

3
2+

NH 2

2+

Cd(H 2O) 4 + 2 H 2N 2–CH 2–CH 2–NH 2

2+
Cd(H 2O) 4 +

CH 3–NH 2

4 CH 3NH 2

Cd
NH 2

NH 2
+ 4 H 2O
NH 2

NH 2–CH 3

Cd

CH 3–NH 2

NH 2–CH 3

2+

+ 4 H 2O

Desde el punto de vista termodinámico la espontaneidad de una
reacción química es tanto mayor cuanto más negativo seaH (entalpía) y
más positivo sea S (entropía). Para los dos procesos anteriores la variación
de...