2.14

Equilíbrio de Complexação: Visão Geral

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Nas reações de complexação, os cátions metálicos formam complexos com compostos chamados ligantes com pares de elétrons não compartilhados que satisfazem o número de coordenação de íons metálicos.

O cátion metálico é um ácido de Lewis, um aceptor de pares de elétrons, enquanto o ligante é uma base de Lewis, um doador de pares de elétrons, e a ligação formada entre eles é a ligação covalente dativa ou coordenada.

A constante de equilíbrio de uma reação de complexação é chamada de constante de formação K_f ou constante de estabilidade K_s.

Quanto maior o valor da constante de formação, maior a estabilidade do complexo.

Em geral, as reações de complexação ocorrem de forma gradual, e a constante de equilíbrio para cada etapa é chamada de constante de formação gradual.

No entanto, para toda a reação, a constante de formação cumulativa ou geral β é o produto de todas as constantes de formação stepwise.

Em contraste, a reação de dissociação do complexo é o oposto de seus equilíbrios de formação, onde a constante de equilíbrio é chamada de constante de dissociação ou instabilidade, expressa como o recíproco da constante de formação.

Overview

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$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

As reações de complexação ocorrem quando ligações covalentes dativas ou coordenadas se formam entre íons metálicos e ligantes. Os compostos formados nessas reações é chamados de compostos de coordenação. O número de ligações formadas entre o íon metálico e os ligantes é chamado de número de coordenação. Geralmente, a maioria dos íons metálicos em uma solução aquosa sofrem solvatação por moléculas de água e, portanto, existem como complexos aquáticos.

A constante de equilíbrio da reação de complexação é representada como a constante de formação Kf, também conhecida como constante de estabilidade Ks. Por outro lado, a dissociação do complexo é o inverso da formação do complexo, e a constante de equilíbrio de dissociação é chamada de constante de dissociação Kd, ou constante de instabilidade Ki,que é igual ao inverso da constante de formação Kf.

A complexação geralmente ocorre passo a passo, onde um íon metálico inicialmente passa por uma complexação com um ligante, seguido pelo segundo ligante, até satisfazer seu número de coordenação. As constantes de equilíbrio para cada etapa de reação é as constantes de formação escalonadas representadas como Kf1, Kf2,...., Kfn. A formação global ou constante cumulativa β é o produto das constantes de formação escalonadas, ou simplesmente Kf.

Os valores constantes de formação gradual diminuem continuamente devido a fatores estatísticos, Coulombianos e estéricos. Fatores estatísticos entram em jogo depois que o primeiro ligante se liga ao íon metálico, o que diminui o número de sítios disponíveis para o próximo ligante e, portanto, diminui a probabilidade de ligação do próximo ligante. Fatores Coulombianos também entram em jogo quando o íon metálico passa por complexação com o primeiro ligante, porque a carga positiva do íon metálico diminui, diminuindo assim a atração Coulombiana para o próximo ligante. Os fatores estéricos têm maior efeito quando um ligante é volumoso, pois as repulsões estéricas criadas por esse ligante afetam a facilidade com que os ligantes subsequentes interagem com o íon metálico.

Transcript

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Complexation Equilibria

Formation Constant

Coordination Number

Stepwise Formation

Dissociation Constant

Coordination Compounds

Statistical Factors

Coulombic Factors