Blog

Complessometria

  |   Chimica, Chimica Analitica

La complessometria è una tecnica analitica di tipo volumetrico che utilizza le reazioni in cui si formano complessi.

I complessi, o composti di coordinazione sono composti costituiti da una specie centrale, tipicamente uno ione metallico appartenente al gruppo d ovvero un acido di Lewis di Lewis, presenta la disponibilità ad accettare uno o più paia di elettroni negli orbitali d  da un legante, specie elettrondonatrice o base di Lewis.

Nel caso che il complesso sia carico vi sarà anche un contro ione in grado di garantire l’elettroneutralità.

Formazione di complessi

Per esempio quando una soluzione contenente ioni Zn2+ viene trattata con ammoniaca, si forma il complesso Zn(NH3)42+ catione tetraammimo zinco (II) in cui le quattro molecole di ammoniaca sono legate direttamente allo zinco; ciascuno dei quattro legami è formato da una coppia di elettroni dell’azoto, che vengono “donati” dall’ammoniaca allo ione Zn2+.

Poiché i leganti agiscono come donatori di una coppia di elettroni, è evidente che un legante , per agire come tale, deve avere almeno una coppia di elettroni disponibile e quindi agire da base di Lewis.

Perciò tra i leganti neutri più comuni, oltre all’ammoniaca , è da citare l’acqua: nelle soluzioni acquose, infatti, tutti gli ioni sono idratati cioè formano con l’acqua complessi chiamati acquoioni.

Oltre alle molecole suddette, si può dire che tutti gli anioni hanno elettroni disponibili e possono, in determinate condizioni, agire da leganti.

Forza dei leganti

Tuttavia la tendenza a donare elettroni liberi non è uguale per tutti i leganti, e può essere più o meno forte. Per esempio lo ione nitrato NO3 è un donatore molto debole e quindi raramente appare negli ioni complessi; gli ioni cianuro CN, hanno forte tendenza a donare elettroni e quindi formano complessi con moltissimi cationi.

Analogamente, non tutti i cationi hanno uguale tendenza ad accettare coppie di elettroni dai leganti e quindi a formare complessi.

I migliori accettori sono quei cationi che hanno un’alta carica ( +2, +3, +4) piccolo diametro e orbitali esterni non completamente pieni.

I legami tra il catione centrale ed i leganti si chiamano legami coordinativi. Il numero di tali legami (cioè il numero degli atomi legati direttamente al catione), si chiama numero di coordinazione del catione stesso. Così nell’esempio precedente, lo zinco ha numero di coordinazione 4.

I leganti come NH3, Cl, CN, CH3COO che possono formare un unico legame di coordinazione vengono detti monodentati. Esistono leganti che avendo a disposizione più  doppietti elettronici possono formare più di un legame e vengono definiti bidentati, tridentati,tetradentati, …, polidentati.

I complessi formati da leganti polidentati vengono anche detti chelati e sono caratterizzati da una stabilità particolarmente elevata.

Un esempio di legante polidentato è l’anione dell’ acido etilendiamminotetraacetico:

(OOCCH2)2NCH2CH2N(CH2COO)2  comunemente noto con il nome di EDTA.

L’EDTA è uno dei complessanti più usati e forma complessi molto stabili in rapporto stechiometrico 1:1  con numerosi ioni quali Ca2+, Ba2+,Mg2+, Cd2+,Co2+,Fe2+,Fe3+,Mn2+,Ni2+ ecc

Tipi di titolazioni con EDTA.

Si possono avere diverse titolazioni complessometriche con EDTA

1)      Titolazioni dirette in cui si aggiunge alla soluzione in esame un tampone e un indicatore metallocromico. Si titola con una soluzione standard di EDTA fino a viraggio.

2)     Retrotitolazioni in cui alla soluzione in esame (neutra o acida) si aggiunge una soluzione nota in eccesso di EDTA. Dopo aver alcalinizzato la soluzione, si aggiunge l’indicatore metallocromico e si retro titola l’eccesso di EDTA con una soluzione a concentrazione nota di un metallo ( in genere Zn2+ o Mg2+).

Tale tecnica è impiegata quando o non si dispone di indicatori utili o quando la formazione del complesso tra l’analita in esame e l’EDTA è troppo lenta.

3)     Titolazioni indirette (per anioni) : alla soluzione da esaminare si aggiunge si aggiunge una soluzione a titolo noto di uno ione metallico che formi un precipitato con l’anione da dosare.

Così ad esempio si può dosare lo ione SO42-, precipitandolo con un eccesso noto di Ba2+, quindi titolando l’eccesso con EDTA usando porpora di ftaleina a pH 10-11.5 come indicatore metallocromico.

Indicatori

Tra gli indicatori metallo cromici i più usati sono il Nero Eriocromo T (NET) utilizzabile nell’intervallo di pH 6-12 è la muresside. Quest’ultima è utilizzabile a valori di pH maggiori di 12 per  determinazione del calcio in cui   dà un viraggio da rosso a viola . Per la determinazione di Co2+, Cu2+,Ni2+ l’intervallo di pH va da 7 a 11 in cui dà un viraggio da arancio a viola.

Le titolazioni complessometriche trovano un largo utilizzo per la determinazione della durezza delle acque. Generalmente per durezza di un’acqua si intende la concentrazione totale di ioni Ca2+ e Mg2+ presenti nella stessa. Pertanto a pH di circa 10 e usando come indicatore il NET quando tutti gli ioni calcio e magnesio sono complessati l’indicatore vira da rosa a blu scuro.

Condividi


Gentile Lettrice, Gentile Lettore

Abbiamo rilevato che stai utilizzando un AdBlocker che blocca il caricamento completo delle pagine di Chimicamo.org

Questo sito è per te completamente gratuito e fornisce, si spera, un servizio serio, completo ed utile, pertanto speriamo che tu consideri la possibilità di escluderlo dal blocco delle pubblicità che sono la nostra unica fonte di guadagno per portare avanti quello che vedi.

 

Per piacere aggiungi Chimicamo.org alla tua whitelist oppure disabilita il tuo software mentre navighi su queste pagine.

 

Grazie

Lo staff di Chimicamo.org

Condividi