SISTEMAS POLIPRÓTICOS,COMPLEJOS Y PRECIPITADOS

SISTEMAS POLIPRÓTICOS,COMPLEJOS Y PRECIPITADOS

Ka1 > Ka2 > ……..> Kan > Kw

logKa1 > logKa2 > ……..> logKan > logKw

-logKa1 < -logKa2 < …< -logKan < -logKw

pKa1 < pKa2 < …< pKan < pKw = 14

TODOS LOS ANFOLITOS ÁCIDO-BASE SON ESTABLES.

H4A <= => H3A + H+ Ka1

H3A <= => H2A + H+ Ka2

H2A <= => HA + H+ Ka3

HA <= => A + H+ Ka4

H3A <= => H2A + H+ Ka1

H2A <= => HA + H+ Ka2

HA <= => A + H+ Ka3

H2A <= => HA + H+ Ka1

HA <= => A + H+ Ka2

n = 2

H2A <= => HA + H+ Ka1

i) Co

pseq) Co(1-1) 1Co 1Co

HA <= => A + H+ Ka2

i) 1Co 1Co

eq) 1Co(1-2) 12Co 1Co+12Co

n = 3

H3A <= => H2A + H+ Ka1

i) Co

pseq) Co(1-1) 1Co 1Co

H2A <= => HA + H+ Ka2

i) 1Co 1Co

pseq) 1Co(1-2) 12Co 1Co+12Co

HA <= => A + H+ Ka3

i) 12Co 1Co+12Co

eq) 12Co(1-3) 123Co 1Co+12Co+123C

o

n = 4

H4A <= => H3A + H+ Ka1

i) Co

pseq) Co(1-1) 1Co 1Co

H3A <= => H2A + H+ Ka2

i) 1Co 1Co

pseq) 1Co(1-2) 12Co 1Co+12Co

H2A <= => HA + H+ Ka3

i) 12Co 1Co+12Co

pseq) 12Co(1-3) 123Co 1Co+12Co+123Co

HA <= => A + H+ Ka4

i) 123Co 1Co+12Co+123Co

eq) 123Co 1234Co 1Co+12Co+123Co

Si Co/Ka1 > 100

Co

Ka11

Co

Ka

1

22

Co

Ka

1

33

Co

Ka

1

44

pH = ½ pKa1 - ½ log Co

2

4 1

2

11

1

Co

Ka

Co

Ka

Co

Ka

Co

Ka

1

22

Co

Ka

1

33

Co

Ka

1

44

Si Co/Ka1 < 100

Si 1Co/Ka2 > 100

pH = -log(1Co)

2

4 1

2

11

1

Co

Ka

Co

Ka

Co

Ka

Co

Ka

1

33

Co

Ka

1

44

pH = -log(1Co+12Co)

Si Co/Ka1 < 100

Si 1Co/Ka2 < 100

Co

CoKaKaCoKaCo

1

122

21212 2

4)()(

Si 12Co/Ka3 > 100

2

4 1

2

11

1

Co

Ka

Co

Ka

Co

Ka

Co

Ka

1

44

Si Co/Ka1 < 100

Si 1Co/Ka2 < 100

Co

CoKaKaCoKaCo

1

122

21212 2

4)()(

Si 12Co/Ka3 < 100

Co

CoKaKaCoCoKaCoCo

21

2132

321132113 2

4)()(

pH = -log(1Co+12Co+Co)

COMPLEJOS O COMPUESTOS DE COORDINACIÓN.

Se forman de la unión entre iones metálicos (ácidos de Lewis) y ligandos (bases de Lewis), a través de un enlace covalente coordinado.

Los compuestos que se forman en fase acuosa son solubles en ella.

Consideramos para su estudio los formados entre un ión metálicos (M) y uno o más ligandos (L).

FORMACIÓN DE COMPLEJOS.

M + L <= => ML Kf1

ML + L <= => ML2 Kf2

… …

MLn-1 + L <= => MLn Kfn

DISOCIACIÓN DE COMPLEJOS.

MLn <= => MLn-1 + L Kc1

…

ML <= => M + L Kcn

pKcx = logKf(n-x)Kcx Kf(n-x) = 1

A diferencia de los sistemas polipróticos, la formación de complejos con M y varios ligandos no presenta un conjunto ordenado de constantes de formación o de disociación, ello trae como consecuencia que no todos los anfolitos complejos son estables.

El análisis de estabilidad es estudiado de acuerdo a lo establecido en el reparto de especies, a través de las curvas de distribución o mediante la predicción de reacciones.

El estudio de las reacciones de disociación para cuando solamente se forma un complejo, o cuando se forman varios complejos con todos los anfolitos estables se realiza tal como se ha estudiado para los ácidos y las bases.

ML <= => M + L Kc

i) Co

eq) Co(1-) Co Co

ML

LMKc

1

2CoKc

Siendo L una base de Lewis, podrá distribuirse en distintas formas ácidas cuando el pH se modifique:

HLt

LL ML

LM

ML

LMt

Kc’ = KcH

Siendo L una base de Lewis, podrá distribuirse en distintas formas ácidas cuando el pH se modifique:

HLt

LL ML

LM

ML

LMt

Kc’ = KcH

COMPLEJACIÓN Y ACIDEZ.

Cuando L es una no base, = 1 y la complejación no se verá afectada por la acidez o alcalinidad del medio.

Cuando L es una base débil, será mayor o igual a 1 y crecerá cuando el pH disminuya, por lo que la reacción de descomposición del complejo incrementará su espontaneidad cuando el pH disminuya. Será más fácil descomponerlo y más difícil de formar en medio ácido.

MLx <= => M Ly + nL Kcg

i) Co

eq) Co(1-) Co nCo

n > 1

1

)(

1

)( 1nnnn

g

nCoCon

MLx

LMLyKc

Kcg’ = Kcg(H)n

SOLUBILIDAD Y PRECIPITACIÓN.

Los precipitados son compuestos eléctricamente neutros y parcialmente solubles, que son formados por la unión de aniones y cationes, la reacción inversa corresponde a la incorporación del sólido a la solución y se le denomina reacción de solubilidad.

mM+z + zZ-m <= => MmZz↓ Kf

MmZz↓ < = => mM+z + zZ-m Ks = 1/Kf

Ks = |M+z|m|Z-m|z

MmZz↓

< = => mM+z + zZ-m

i) *

eq) * mCo zCo

eq) * msPE zsPE

Solubilidad de un sólido en agua.

Ks = |M|m|Z|z = (ms)m(zs)z = mm zz s(m+z)

)(

1

zm

zmPE zm

Kss

Está expresada en molaridad del compuesto neutro, al multiplicarla por su peso molecular se obtiene la solubilidad en g/litro de solución.

Corresponde a la máxima solubilidad a las condiciones estudiadas.

SOLUBILIDAD, ACIDEZ Y COMPLEJACIÓN.

El catión puede ser afectado por la presencia de un Ligando (efecto de la complejación) que a su vez sufre la influencia de la acidez (complejación y acidez), además de que el anión es una base de Lewis que puede sufrir el efecto de la acidez.

zHZ

mLMKsKs )()('

Cuanto mayor sea la cantidad de ligandos en la solución capaces de reaccionar con el ión metálico y/o en tanto sea mayor la cantidad de protones en el sistema para reaccionar con el anión, la solubilidad se verá incrementada.