COMPLEJOS QUIMICOS: QUELATOS
DEFINICION :
La mayorí mayoríaa de los iones iones de los los metale metaless de transi transició ciónn son susce suscepti ptible bless de recibir seis átomos ligandos. Cuando un ligando pueda unirse a un ion metálico mediante más de un átomo, recib reciben en el nombre nombre de ligant ligantes es Polident Polidentado adoss
(dell latín (de latín “muchos “muchos dientes” dientes”), ),
debido ue al parecer están ligados al metal entre dos o más átomos donadores por lo ue tambi!n se les conoce como "gentes #uelantes (de la palabra griega “garra”), y de sus productos se conocen como #uelatos. Los uelatos metálicos son relati$amente no polares y, como consecuencia, su solubilidad en agua es ba%a, pero es alta en líuidos orgánicos. Con &recuencia, estos compuestos tienen ba%a densidad y a menudo son de color intenso. 'e dice ue un uelato &orma un anillo eterocíclico de cinco o seis miembros. n ligando uelante simple es la *tilendiamina +
-C C -
EFECTO QUELATO.- eneralmente, los ligantes polidentados &orman
comple%os metálicos más estables ue los &ormados por ligandos monodentados similares. *l e&ecto ue hace ue las constantes constantes de &ormación de los ligantes polidentados sean mayores ue para los ligantes no dentados correspondientes, se conoce como e&ecto uelato. Los estudios termouímicos de &ormación de comple%os en disolución acuosa muestra ue en casi todos los casos del e&ecto uelato se debe un cambio de *ntropía más &a$orable para la &ormación de comple%os ue in$olucran ligantes polidentados. *l e&ecto uelato es más
importante o marcado en el caso de los ligandos como */0", los cuales pueden &ormar seis centros de coordinación situados alrededor de unión metálico. *n la aplicación m!dica se presenta una importante utilidad el e&ecto uelato1 en la uelatoterapia y talasemia. La talasemia es una en&ermedad ue consiste en la acumulación e2cesi$a de hierro en el organismo la cual se acumula en los te%idos1 para ayudar al organismo a eliminar el e2ceso de hierro, se aplica una terapia intensi$a con uelatos el medicamento más e&ica3 es con mucho el agente uelante des&errio2amina 4, ue aísla de bacterias. Loa uelatos y los agentes uelantes tambi!n son utili3ados como &ármacos. Por e%emplo sir$en para destruir bacterias al pri$arlas de los metales esenciales. Los agentes uelantes se utili3an tambi!n para eliminar metales como el g, el Pb y el Cd da5inos para la salud. *l */0" act6a como uelante del plomo permitiendo ue se elimine por la orina. 'e conocen dos reacti$os uelante ue son muy utili3ados+ a) 8 -HIDROXIQUINOLINA.- "pro2imadamente dos docenas de cationes &orman uelatos escasamente solubles con la 78 idro2iuinolina . La estructura del 78 idro2iuinolina de magnesio es normal en estos uelatos la solubilidades de este $aria mucho de catión a catión. 0ambi!n son dependientes del p debido a ue el 78 idro2iuinolina siempre está desprotonada durante la reacción de uelación. La 7 9 idro2iuinolina de níuel tiene una apariencia impresionante con un bonito color ro%o $i$o. b) DIMETILGLIOXINA.- *s un agente precipitante orgánico de especi&icidad sin par, ya ue sólo el níuel se precipita en una solución d!bilmente alcalina. *ste precipitado $olumino ue sólo puede mane%arse en peue5as cantidades. 0ambi!n tiene una tendencia a trepar por las paredes del
recipiente cuando se le &iltra y la$a, generalmente cuando se trata de un uelante orgánico metálico tambi!n tenemos al tetra&enilborato de sodio más ue un uelato es una sal.
FORMACION QUIMICA DE COMPLEJOS QUIMICOS:
na de las mayorías de los iones metálicos reaccionan con donadores de pares de electrones &ormando compuestos de coordinación o comple%os. La especie donadora o ligando, debe tener por lo menos un par de electrones no compartidos para &ormar enlace. *l agua , el amoniaco y los iones halogenuros son ligandos inorgánicos comunes. na propiedad característica de los iones metálicos es la de poder actuar con ácidos de le:is o aceptores de pares de electrones con las mol!culas de agua ue act6an como base de le:is o donadores de pares de electrones. Las bases de le:is además del agua tambi!n pueden interactuar con los iones metálicos particularmente con los iones metálicos de transición. Los reacti$os ue &orman comple%os se utili3an ampliamente en la titulación de cationes. Los más empleados son compuestos orgánicos ue tiene $arios grupos donadores de electrones capaces de &ormar numerosos enlaces con iones metálicos.
NOMENCLATURA DE LOS COMPLEJOS QUIMICOS
*n el estudio de los comple%os uímicos es necesario saber como se nombran a estas sustancias. *n un principio, al describir a los comple%os se conocían muy pocos y se les dio el nombre del uímico ue originalmente lo había preparado. oy en día, toda$ía persiste unos cuantos de estos nombres, por e%emplo el +
- ; [ Ce (- < ) (-C');= *s conocido como sal de >einec?e. Con&orme &ue aumentando el n6mero de comple%os conocidos, se les comen3ó a nombrar de acuerdo a su color. Por e%emplo el + [ Co ( - <)@ Cl =Cl
'e le nombró como el cloruro p6rpura cobáltico debido a su color morado. na $e3 comprendidas me%or las estructuras de los comple%os, &ue posible darles nombres de una &orma mucho más sistemática. Las reglas para la nomenclatura son las siguientes + A. Cuando se le da el nombre a las sales, primero se nombra el anión y despu!s el catión1 pero se escriben a la in$ersa . Por eso en el comple%o +
[ Co ( - <)@ Cl = Cl
Cloruro de clorapentaamino cobalto Primero se nombra el Cl 8 y luego el [ Co (- <)@ Cl = B
pero se escribe como se encuentra indicado. . *n un ion o mol!cula comple%a, los ligantes se nombran antes del metal. Los ligantes se enlistan en orden al&ab!tico, independientemente de la carga del ligando. Los pre&i%os ue indican el n6mero de ligantes no se relacionan o consideran parte del nombre del ligante para ordenarlos en orden al&ab!tico. "sí pues, en el ion
[ Co ( - <)@ Cl = B
Primero se da el nombre de los ligantes amoniaco, despu!s del cloruro y &inalmente del metal1 pentaminoclorocobalto. 'in embargo, debe notarse ue al escribir la &órmula, primero se enlista el metal. <. Los ligantes aniónicos terminan con la letra o, mientras ue los neutros ordinariamente conser$an el nombre de la mol!cula. 'e les dan nombres especiales al y al -<. "sí el nombre ue se da a cloruro de cloropentaamino de cobalto [ Co ( -< )@ Cl=Cl
incluye t!rminos como cloro y amino. ;. 'e utili3a un pre&i%o griego por e%emplo + di 8, tetra8, penta8, he2a1 para indicar el n6mero de cada tipo de ligantes cuando estos constituyen más de uno. "sí pues, en el nombre a + [ Co ( -<)@ Cl=B
Cloruro de pentaamino de cobalto 0enemos el t!rmino pentamino, con lo ue indica la presencia de cinco ligantes -< . 'i el nombre del ligante por si mismo posee un pre&i%o griego, como mono8o di8, el agente se encierra entre par!ntesis y se emplea otros pre&i%os alternos como1 bis8, tris8, tetrauis8, pentauis8 y he2auis81 por e%emplo + el nombre para [ Co (en)< = Cl<
es cloruro de tris cobalto. @. 'i el comple%o es un anión, su nombre termina en 9ato. Por e%emplo en + D; [ Ee ( C- )F= *l anión se llama ion e2aciano&errato.
*l n6mero de o2idación del metal se da entre par!ntesis en n6meros romanos, despu!s del nombre del metal. Por e%emplo el GGG en n6meros romanos indica el estado de o2idación B< del cobalto en el [ Co ( -<)@ Cl=B
0enemos e%emplos en donde se nuestra la idea de apliicar las reglas de nomenclatura + C"0G[ Co ( -< )@ Cl=Cl
Pentaaminoclorocobalto (GGG) ↓
@-<
↓
↓
Cl8
Cobaltos B< estados de o2idación
Catión D; [ Ee ( C- )F=
Potasio
"nión e2aciano&errato (GG) ↓
F C-8
↓
ierro B en estado de o2idación.
D [ Pe ( -<) ( - <)@ =
aminopenta3idaplatinato (GH) de potasio
[ -i ( C@ @ - )F = 4r
bromuro de he2apiridinoníuel (GG)
[ Co ( -< ); ( ) ( C- )= Cl cloruro de tetracuoaminoaciano
cobalto (GGG) -a [ IoCl; =
tetracloro2omolibdato (GH) de sodio
CONSTANTE DE EQUILIBRIO EN COMPLEJOS QUIMICOS. EQUILIBRIO QUIMICO.- 0odos los procesos re$ersibles tienden a
alcan3ar un estado de euilibrio. Para una reacción uímica re$ersible, se
alcan3a un estado de euilibrio cuando la $elocidad a la cual la reacción uímica alcan3a e iguala la $elocidad a la cual prosigue la reacción in$ersa.
PRINCIPIO DE CHATELIER.
*l principio de Le Chatelier establece ue si un sistema en euilibrio se somete a un cambio de condiciones de concentración, temperatura, presión, se despla3ará hacia una nue$a posición de euilibrio, de ser posible, en la ue e2iste una tendencia para restablecer las condiciones originales. Cuando aumenta una de las condiciones de euilibrio ue se encuentra en un sistema de euilibrio, el principio de Le Chatelier predice ue el euilibrio se despla3ará para utili3ar parcialmente la sustancia ue se le adicionó. *n todos los casos, la constante de euilibrio D permanecerá constante y una de las condiciones de euilibrio de los reacti$os o de los productos $ariará. CALCULOS DE EQUILIBRIO RELACIONADOS CON EDTA .
*s posible calcular una constante de euilibrio aparente a&ectuando la $aloración potenciom!trica del */0" en solución diluida al J.JJA - a una concentración iónica constante en presencia de e2ceso euimolar y uince molar de ion metálico. USO DE LOS COMPLEJOS QUIMICOS EN ANLISIS QUIMICOS
A. Los agentes comple%antes pueden agregarse &recuentemente a una disolución para e$itar una o más reacciones usuales en el ion metálico sin tener ue eliminarlo en dicha disolución. . Gdenti&icación de níuel con dimetilamina.
<. Los agentes comple%antes aumentan la solubilidad de las sales metálcas .por e%emplo "g4r ue es material &otogra&ico &otosencible es isoluble en agua pero se disuel$e en presencia del ion tiosul&ato. *ste ion se emplea en &otogra&ía en blanco y negro para disol$er el "g4r -o e2puesto y sin re$elar de las películas &otográ&icas. ;. cuanti&icación del calcio con el *tilen /iaminotetrac!ti /isódico. Cuanti&cación del amoniaco con el reacti$o de -essler @. uso de compuestos en pintura de cosmtologia con el dimetil clio2ina, para identi&icar el niuel.
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