14-equilibrio redox complejos aula

14
QUIMICA ANALITICA GENERAL QUI-390 OXIDO-REDUCCIÓN Y COMPLEJAMIENTO

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redox

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  • QUIMICA ANALITICA GENERALQUIMICA ANALITICA GENERAL

    QUI-390OXIDO-REDUCCIN Y COMPLEJAMIENTO

  • INTRODUCCINModificacin de las propiedades redox por accin de las

    reacciones de complejamiento

    Ox + ne RedM+n ( L; A-)

    ML+n ;ML2+n ; MAn-1; MA2 n-2

    Red

    Ox0 C

    Clogn

    0.06EE +=

    Red

    Ox

    Ox(L)

    Red(L)0 C

    Clogn

    0.06

    log

    n

    0.06EE ++=

    Ox(L)

    Red(L)0

    '

    0

    log

    n

    0.06EE +=

  • APLICACIONES

    - EN PROCESOS INDUSTRIALES

    - EN SISTEMAS BIOLGICOS

    - EN EL DESARROLLO DE MTODOLOGAS DE ANLISIS

  • 1. El reductor o el oxidante forman complejos estables++ + 23 FeeFe 77.00 =E

    +

    +

    += 2

    3

    Fe|Fe|log06.00.77E

    En medio de F-, ocurre la siguiente reaccin de complejamiento:

    33 3 FeFFFe + + 12=pKc

    Reacciones REDOX en medio complejante

    33 FeFFFe + 12=pKc

    Cmo vara el potencial normal en presencia de fluoruro?

    Cmo estimar E01?

    Por lo tanto, en presencia de un exceso de fluoruro

    + ++ FFeeFeF 323 ?10 =E

    )('0 FfE =32 310 |F|Fe|FeF|log0.06EE+

    +=

  • Por lo tanto, en presencia de un exceso de fluoruro+ ++ FFeeFeF 323 32 310 |F|Fe

    |FeF|log0.06EE+

    +=

    +

    +=2

    3310 Fe

    |FeF|log0.06|F|log0.06E EpF0.18EE 10

    '

    0 +=

    Cmo estimamos E01? 323

    |F|FeKc|FeF|log0.060.77E+

    +=

    Reacciones REDOX en medio complejante

    Cmo estimamos E01?

    +

    +

    += 2

    3

    Fe|Fe|log06.00.77E

    323

    |||||FeF|log06.006.00.77E+

    +=FFe

    pKc

    |||F||Fe|

    3

    3-3

    FeFKc

    +

    = pKc= 06.00.77E10

    32 |F|Fe +

    El sistema se hace ms reductor

  • )79,0( 0)(0)( =++ EAgeAg sac3,3pKc AgNHNHAg 133 =+

    ++

    ( ) 3,9pKc NHAgNHAgNH 22333 =+ ++BALANCE DE MASA

    Reacciones REDOX en medio complejante1. El reductor o el oxidante forman complejos estables.

    Ejemplo II.

    AgIE log058,079.00 =

    ( ) +++ ++= 233)( NHAgAgNHAgIAgBALANCE DE MASA

    21

    23

    1

    31KcKc

    NHKc

    NH llAgI

    ++=

  • 2. Tanto el reductor como el oxidante forman complejos estables

    11 RedneOx + Par REDOX en medio no complejante

    yz dLneOxL Re+ Par redox en sistema complejante

    Co(III) / Co(II) en medio de CN

    Reacciones REDOX en medio complejante

    +

    =3

    6

    63

    )( )(CNCoCNCo

    Kc CoIII

    +

    =4

    6

    62

    )( )(CNCoCNCo

    Kc CoII

    + 463

    6 )()( CNCoeCNCo

    +=4

    6

    36

    1 )()(

    log06,0CNCo

    CNCoEE

    [ ][ ]+

    +

    += 2

    3

    log06,084,1CoCoE

    ++ + 23 CoeCo

  • 636

    )(3

    )(

    +=

    CN

    CNCoKcCo CoIII 6

    46

    )(2

    )(

    +=

    CN

    CNCoKcCo CoII

    +=4

    6)(6

    636)(

    )()(

    log06,084,1CNCoKcCN

    CNCNCoKcE

    CoII

    CoIII

    Reacciones REDOX en medio complejante

    80,010log06,084,1 441 =+= E

    44

    )(

    )( 10=CoII

    CoIII

    KcKc

    Para este casoLigando presenta ms

    afinidad por Co3+

    El potencial se har ms oxidante oreductor dependiendo de la estabilidad delligando por el oxidante o el reductor

    )(

    )(1 log06,084,1

    CoII

    CoIII

    KcKc

    E +=

  • Reacciones REDOX en medio complejante

    Se tiene una solucin de Fe3+ y de I- a la que se agrega F- hasta una concentracin total 1M.

    A partir de que valor de pF y de pH se espera que el I- reduzca al Fe3+?

    :3FeF 2,51 =pKc 9,32 =pKc 8,23 =pKc

    V 0,78E)2/Fe3(Fe 0

    =++

    V 0,54E)/I2(I

    0 =

    2.1 El ligando posee propiedades cido-base

    F- No forma complejos con Fe2+

    :3FeF 2,51 =pKc 9,32 =pKc 8,23 =pKc

    2.310||||||

    ==

    HFFHKa

  • Reacciones REDOX en medio complejante

    +

    +

    +=2

    3

    log03,078,0Fe

    FeE

    FeIII

    E

    1log06,078,00 +=

    Cmo vara el potencial redox del sistema Fe3+/Fe2+ en medio fluoruro?

    3223 FeFFeFFeFFeFeIII +++=

    +++

    Desde el balance de masa:

    +

    ++=

    +

    321

    3

    21

    2

    1

    3 1KcKcKc

    FKcKc

    FKcF

    FeFeIII

    221

    3

    21

    2

    1

    1KcKcKc

    F

    KcKc

    F

    Kc

    FIIIFe

    +

    ++=

  • pF/ / /

    +3Fe+2FeF+2FeF3FeF

    8,2 9,3 2,5 Zona 1Zona 2Zona 3Zona 4

    Reacciones REDOX en medio complejante

    Zona 2 pKc1 >pF > pKc2

    Zona 3 pKc2 >pF > pKc3

    211

    0 log06,078,0

    +=F

    KcKcE

    pFpKcpKcE 12,0)(06,078,0 210 ++=

    Zona 1 pF > pKc1

    78,00 =E

    Zona 2 pKc1 >pF > pKc2

    +=FKcE 10 log06,078,0

    pFpKcE 06,006,078,0 10 +=

    pFE 06,047,00 +=

    pFpKcpKcE 12,0)(06,078,0 210 ++=

    pFE 12,023,00 +=

    Zona 4 pF< pKc3

    pFpKcpKcpKcE 18,0)(06,078,0 3210 +++=

    pFE 18,007,00 +=

  • 6,2>pF HFFFTotal += HFHF

    Ka+

    =

    +=

    +

    KaH

    FFTotal 1

    6,1

  • Reacciones REDOX en medio complejante2.1. El ligando, el metal y el complejo presentan propiedades

    cido-base

    ++ + 23 FeeFe

    Sistema Fe(III)/Fe(II)

    [ ][ ]+

    +

    += 2

    3

    0 log06,0 FeFeEE

    + + 432 YFeFeY++ + OHFeFeOH 22

    Equilibrios Fe(II)

    Equilibrios EDTA

    + + 43 YFeFeY

    ++ + OHFeFeOH 32

    ( ) ++ + OHFeOHOHFe 22

    + + HFeYHFeY

    + + HYHYH 34+ + HYHYH 223

    + + HHYYH 322+ + HYHY 43

    Equilibrios Fe(III)

    Equilibrios EDTA

  • Reacciones REDOX en medio complejante

    III

    II

    Fe

    FeEE

    06,0 00 +=

    II

    III

    FeFeEE log06,00 +=

    ( ) +++ ++++= 223 OHFeFeOHHFeYFeYFeFeIII

    En medio complejante

    YHYHYHHYYYTotal 432

    234 ++++=

    ++ +++= FeOHFeYFeFeII22