Reazione degli esaacquoioni con il carbonato

Quando un sale contenente un metallo di transizione viene disciolto in acqua forma complessi  spesso colorati in cui l’acqua agisce da legante.

Gli ioni dei metalli di transizione, che possono presentarsi come M2+ (Fe2+, Co2+ e Cu2+) o come M3+ (Al3+, V3+, Cr3+ e Fe3+) formano complessi del tipo [M(H2O)6]2+ e [M(H2O)6]3+ rispettivamente.

A seconda che il metallo presenti numero di ossidazione + 2 o +3 si verifica un diverso comportamento dei complessi.

I  complessi in cui il metallo ha numero di ossidazione + 3 si comportano da acidi secondo Brønsted-Lowry e donano un protone all’acqua secondo l’equilibrio:

[M(H2O)6]3+ + H2O ⇌ [M(H2O)OH]2+ + H3O+  (1)

Tali complessi sono pertanto sufficientemente acidi da reagire con lo ione carbonato che agisce da base

Il carbonato assume dapprima uno ione H3O+ e si trasforma in idrogenocarbonato secondo l’equilibrio:

CO32-(aq) + H3O+(aq) ⇌HCO3(aq) + H2O(l) (2)

Lo ione idrogenocarbonato assume, a sua volta uno ione H3O+ per dare biossido di carbonio e acqua secondo l’equilibrio:

HCO3(aq) + H3O+(aq) ⇌ CO2 (g) + H2O(l)

L’equilibrio di dissociazione (1) si sposta a sinistra per il Principio di Le Chatelier quando il carbonato assume uno ione H3O+ secondo l’equilibrio (2) e lo ione complesso si trasforma in [M(H2O)5OH)]2+ .

Quest’ultimo complesso perde un altro idrogeno ad opera dello ione carbonato e si trasforma in [M(H2O)4 (OH)2]+ ed infine dà un complesso neutro insolubile che precipita [M(H2O)3 (OH)3]

La reazione completa può quindi essere scritta come:

2 [M(H2O)6]3+ (aq)+ 3 CO32-(aq) ⇌  2 [M(H2O)3 (OH)3] +3 CO2 (g) + 3 H2O(l)

I complessi in cui il metallo ha numero di ossidazione +2 non sono sufficientemente acidi per reagire con lo ione carbonato liberando ioni H+ dalla molecola di acqua che agisce da legante e danno luogo a un precipitato costituito dal carbonato metallico secondo la reazione:

M2+(aq) + CO32-(aq) → MCO3(s)

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Author: Chimicamo

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