Unidade V - Equilíbrio de complexação

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Universidade Federal do Piauí
Centro de Ciências da Natureza
Departamento de Química
Prof. Dr. Benedito Batista Farias Filho
Química Geral II
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Unidade V
Equilíbrio de Complexação
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UNIDADE V – Equilíbrio de complexação
✓ A formação de complexos
✓ O equilíbrio de complexação
✓ A constante de formação de íons complexos
✓ A constante de formação condicional
✓ Agente complexante orgânico: EDTA
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Breve revisão
Equilíbrio de complexação
A constante de equilíbrio é uma maneira de quantificar as 
concentrações dos reagentes e produtos em equilíbrio.
aA + bB cC + dD
A relação entre a equação química 
balanceada e a expressão da constante de 
equilíbrio é conhecida como a lei da ação 
das massas.
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Breve revisão
aA + bB cC + dD
✓Qual o valor da constante de equilíbrio para:
cC + dD aA + bB
aA + bB
✓Quando as reações ocorrem em etapas?
cC + bB dD
cC
Equilíbrio de complexação
1ª etapa
2ª etapa
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A formação de complexos
❖ São Coloridos
❖ Poucos solúveis 
❖ Extração de cátions
❖ Dissolver precipitados insolúveis
Equilíbrio de complexação
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Equilíbrio de complexação
✓ Equilíbrio de complexação: formação de complexos
metálicos
Cu2+ + 4NH3 → Cu(NH3)4
2+
Outros exemplos são os aquaácidos: 
K(H2O)
6+, Na(H2O)
6+, Cd(H2O)6
2+
A formação de complexos
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Equilíbrio de complexação
✓ COMPLEXO ou ÍON COMPLEXO
❑ Metal e ligante interagem por meio de uma ligação covalente
❑ Elétrons do ligante ocupam orbitais livres do metal
MLn = FÓRMULA GERAL
A formação de complexos
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Equilíbrio de complexação
✓ CARACTERÍSTICAS DOS COMPLEXOS:
❑ no máximo de ligantes = no de coordenação do íon metálico
❖ depende da configuração eletrônica do íon
❖ do tamanho dos ligantes, entre outros fatores
❖ os números mais comuns são 2, 4 e 6
❑ ÍON CENTRAL = (geralmente) metais de transição (Cr – Zn)
❑ LIGANTES = moléculas neutras ou íons negativos
A formação de complexos
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Equilíbrio de complexação
A formação de complexos
✓ ESTRUTURAS DE UM ÍON COMPLEXO
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Equilíbrio de complexação
✓ EXEMPLO DE ÍON COMPLEXO:
A formação de complexos
AMIN-COBRE
M = Íon central (Cu2+); L = Ligante (NH3); N= 4
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Equilíbrio de complexação
A formação de complexos
Complexo ou íon complexo é um tipo de composto formado 
pela reação de um ligante químico com um íon metálico central 
em que este íon coordena os ligantes ao seu redor.
✓ É semelhante à formação de um sólido iônico pouco solúvel, exceto
quanto à natureza homogênea do equilíbrio, pois, na complexação,
formam-se espécies pouco dissociáveis e não pouco solúveis.
✓ As relações das espécies em equilíbrio são fundamentais para o
entendimento dos métodos clássicos analíticos de complexação:
separações químicas, volumetria de complexação, gravimetria,
métodos instrumentais baseados em formação de íons complexos.
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Equilíbrio de complexação
✓ Complexos podem ser neutros ou carregados:
PtCl2(NH3)2
Composto antitumoral(quimioterapia)
[Cu(H2O)6]
2+ [Fe(CN)6]
3-
A formação de complexos
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Equilíbrio de complexação
A formação de complexos
Exemplos de íon complexo:
Cu2+ + 4NH3 
Cu2+ + 2 NH2CH2COO 
Cu2+ + 4 Cl-
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Equilíbrio de complexação
A formação de complexos
✓ Fórmula e nomenclatura de íon complexo:
❑ Fórmula: átomo central (como Fe, Cu, Co) seguido pelo ligante
(CN, NH3 ), com o número estequiométrico como índice (este
número, no caso dos ligantes monodentados, é igual ao número de
coordenação). A fórmula é encerrada entre colchetes [ ] e a carga
do íon é colocada externamente.
❑ Nomenclatura: O nome do íon obedece à sequência; numeral
(grego), o nome do ligante, o nome do átomo central e seu número
de oxidação (valência).
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Equilíbrio de complexação
A formação de complexos
✓ Nomenclatura de íon complexo:
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Equilíbrio de complexação
A formação de complexos
✓ Nomenclatura de íon complexo:
K4[Fe(CN)6] 
[Co(NH3)6]Cl3
Fe(CN)6
4-
[Co(NH3)6]
3+
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Equilíbrio de complexação
A formação de complexos
✓ Ligação M – L
Envolve interações do tipo ácido - base
Conceito de Lewis
Metal: ÁCIDO - capaz de receber pares de elétrons
Ligantes: BASE - capaz de doar pares de elétrons
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Equilíbrio de complexação
A formação de complexos
ENTÃO...
❑ Para atuar como ligante:
espécie precisa ter pelo menos 1 par de elétrons livres
Complexo: produto de um ácido + base Lewis
❑ Pode ser mononuclear ou polinuclear
✓ Ligação M – L
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Equilíbrio de complexação
A formação de complexos
✓ Tipos de ligantes:
❑ Ligantes monodentados :
- Ligantes simples (como água, amônia e haletos)
- Ligam-se ao íon metálico por apenas um único “ponto”
❑ Ligantes polidentados:
- Ligantes orgânicos
- Ligam-se ao íon metálico por meio de dois ou mais “pontos”
Ex: etilenodiamina
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Equilíbrio de complexação
A formação de complexos
Ácido etilenodiaminotetracético (EDTA)
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Equilíbrio de complexação
✓ Os ligantes multidentados: quelantes
Espécies químicas capazes de se coordenar com íons positivos 
formando compostos iônicos estáveis e, geralmente, solúveis em 
água
A formação de complexos
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Equilíbrio de complexação
✓ Os ligantes multidentados: quelantes
A formação de complexos
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Equilíbrio de complexação
A formação de complexos
Análise Qualitativa
✓ A formação de complexos na análise qualitativa é utilizada na
separação ou identificação, principalmente pela mudança de cor na
solução:
Cu2+ + 4NH3 → [Cu(NH3)4 ]
2+ (azul → azul-escuro) 
Fe2+ + 6CN- → [Fe(CN)6]
4- (verde-claro → amarelo) 
✓ A formação de íons complexos aumenta a solubilidade. Muitos
precipitados podem dissolver-se em decorrência da formação de
complexos:
AgCl(s) + 2NH3 → [Ag(NH3)2 ]
+ + Cl-
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Equilíbrio de complexação
A constante de formação e íons complexos
✓ “Constante de Formação” dos Íons-complexos (Kf):
mM + nL MmLn
✓ Se a reação ocorre em etapas:
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Equilíbrio de complexação
A constante de formação e íons complexos
Exemplo 1: Calcule a concentração de M2+ em uma solução que foi
preparada misturando 10 mL de 0,2 mol L-1 de M2+ e 0,20 mol L-1 do
ligante (L). Kf = 1,0 x 10
8.
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Equilíbrio de complexação
Exemplo 2: Calcule o valor da constante de formação para a reação
do Ag+ com NH3 para formar o complexo Ag(NH3)2
+ (K1 = 2,5 x 10
5 e
K2 = 1,0 x 10
4)
A constante de formação e íons complexos
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Equilíbrio de complexação
❑ Valor α: fração da concentração total do metais que existe
naquela forma.
A constante de formação e íons complexos
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Equilíbrio de complexação
✓ Valor α: fração da concentração total do metais que existe
naquela forma.
A constante de formação e íons complexos
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Equilíbrio de complexação
Reação íon oxalato e Fe3+: Reação paralela com H+: 
_
✓ Complexação com ligantes que podem ser protonados
❑ reações laterais ou paralelas que envolvam o metal ou o ligante.
❑ Metal pode se complexar com outros ligantes
❑ Ligante é um ácido fraco
A constante de formação e íons complexos
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Equilíbrio de complexação
✓ Complexação com ligantes que podem ser protonados
Ct = [H2Ox] + [HOx
-] + [OX2-]
A constante de formação e íons complexos
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Equilíbrio de complexação
A constante de formação condicional
✓ O pH tem efeito na concentração do ligante livre em uma reação de
complexação: constante de formação condicional
✓ Reação entre o Fe3+ e o íon Ox2- para o primeiro complexo:
Para um pH o valor de α2 é conhecido:
O uso da K’ simplifica bastante os cálculos porque Ct é frequentemente 
conhecida ou facilmente calculada, enquanto a concentração de ligantes 
livres não é tão facilmente determinada
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Equilíbrio de complexação
Agente complexante orgânico: o EDTA
✓ Muitos agentes orgânicos têm-se tornado importantes na química
analítica por causa de sua sensibilidade inerente e seletividade
potencial ao reagir com íons metálicos
✓ Esses reagentes são particularmente úteis na precipitação de
metais, para prevenir interferências, na extração de metais de um
solvente para outro em determinações espectrofotométricas.✓ Ácido etilenodiaminotetracético – também chamado ácido
(etilenodinitrilo) tetracético –, comumente abreviado para EDTA (do
inglês Ethilene Diamine Tetraacetic Acid), é o agente complexante
mais conhecido
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Equilíbrio de complexação
Agente complexante orgânico: o EDTA
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Equilíbrio de complexação
Agente complexante orgânico: o EDTA
✓ O EDTA forma complexos 1:1 com todos os íons metálicos
(independente da carga): Ag+ e Al3+
✓ Quanto maiores as cargas dos cátions, maiores são os valores de
Kf
Constante de formação???
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Equilíbrio de complexação
Agente complexante orgânico: o EDTA
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Equilíbrio de complexação
Agente complexante orgânico: o EDTA
✓ Cálculo de Valores de α4 para Soluções de EDTA
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Equilíbrio de complexação
Agente complexante orgânico: o EDTA
✓ A constante de formação envolvendo reação de complexação
com o EDTA.
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Equilíbrio de complexação
Agente complexante orgânico: o EDTA
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Equilíbrio de complexação
Exemplo 3: Calcular a concentração molar de Y4- em uma solução
0,0200 mol L-1 de EDTA tamponada em pH 10,00. Em pH 10,00 α4 é
0,35.
Agente complexante orgânico: o EDTA
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Equilíbrio de complexação
Agente complexante orgânico: o EDTA
Exemplo 4 - Calcule pCa em uma solução de 0,100 mol L-1 de Ca2+ a
pH 10 após adicionar 100 mL de 0,100 mol L-1 de EDTA. Kf = 5,0x1010
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Equilíbrio de complexação
Exemplo 5: Calcule a concentração de equilíbrio de Ni2+ em solução
com uma concentração analítica de NiY2- igual a 0,0150 mol L-1 em
pH (a) 3,0 e (b) 8,0.
Agente complexante orgânico: o EDTA
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Equilíbrio de complexação
Exemplo 6: Calcular a concentração de Ni2+ em uma solução que foi
preparada pela mistura de 50,0 mL de Ni2+ 0,0300 mol L-1 com 50,00
mL de EDTA 0,0500 mol L-1. A mistura foi tamponada a pH 3,0.
Agente complexante orgânico: o EDTA
Vamos para as listas de exercícios...
❑ Disciplina: Química Geral II
❑ Conteúdo: Unidade V e VI – Equilíbrio de Complexação e Oxido-Redução
❑ Atividade: Lista de Exercício
❑ Avaliação: Participação e entrega da lista
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