La volumetra de complejacin se basa en reacciones que conducen a la formacin de complejos, es decir, especies solubles que surgen de la combinacin de un in metlico con otros iones, o molculas neutras distintas a las del solvente.EL in metlico se denomina tomo central, el cual se comporta como cido de Lewis. Las molculas o iones complejantes (tambin llamados ligandos) se disponen sobre una esfera de coordinacin, en una cantidad tal que es funcin del nmero de coordinacin del in metlico. La estabilidad del complejo ser ms grande, cuanto mayor sea la carga del anin o del catin, cuanto menor sea el radio inico del catin y mayor el del anin. La estabilidad de un complejo se expresa mediante la constante de estabilidadLa reaccin base debe cumplir los siguientes requisitos fundamentales:Velocidad: hay algunas reacciones de complejacin que son particularmente lentas. En esos casos puede ser ventajoso elevar la temperatura, utilizar un exceso de reactivo complejante y valorar el exceso utilizando una reaccin rpida y en ocasiones modificar el estado de oxidacin del catin incluido dentro del complejo. b) Estequiometra: Este requisito ha sido en el pasado, sin duda, el factor limitante en cuanto a la utilidad de la volumetra de complejacin. Los ligandos monodentados, es decir aquellos que ocupan una sola posicin de coordinacin, por ej. CN- , SCN- , NH3 son adicionados, invariablemente en una sucesin de pasos. A menos que uno de los complejos intermedios sea extraordinariamente estable, no existen instancias de la valoracin que correspondan e la formacin de una especie nica y por lo tanto es imposible obtener un punto final ntido y exacto. La importancia de los cidos aminopolicarboxlicos en volumetra reside en el hecho que forman complejos muy estables , en relacin estequiomtrica con numerosos iones metlicos, de esta manera no existe el problema de la formacin de complejos sucesivos. El grado en que la reaccin se complete depender de la magnitud de la constante de estabilidad del complejo. En general la estabilidad ser mayor para reacciones en que intervienen ligandos polidentados y que conducen a la formacin de quelatos (estructuras anilladas). Se llama efecto quelato al incremento de estabilidad que se produce en el caso de especies complejas que presentan estructura anillada. El efecto es tanto mayor cuando se incrementa el nmero de anillos formados por mol de ligando que entra en combinacin. A la vez es ms pronunciado cuando los anillos formados estn constituidos por 5 tomos (incluido el in metlico).Sistema de indicacin adecuado: en volumetra de complejacin se han utilizado diversas clases de indicadores visuales con el objeto de detectar el punto final. En determinaciones quelatomtricas, que son sin duda las de mayor importancia dentro de la volumetra complejomtrica, pueden utilizarse:1) Indicadores cido-base: cuando se usa cido Etilen-diamino-tetraactico (cuyas siglas correctas en castellano son AEDT, usualmente se denomina como EDTA) o sus sales como reactivo titulante en la valoracin de iones metlicos, se producen cambios de pH que pueden ser utilizados para su deteccin. 2) Indicadores metalocrmicos: son los ms importantes y la quelatometra alcanz el auge de que goza actualmente cuando se logr el desarrollo de este tipo de indicadores. Los indicadores metalocrmicos son compuestos, casi siempre de naturaleza orgnica, que con determinados iones metlicos y en condiciones adecuadas, forman especies complejas coloreadas y a la vez suceptibles de cambiar de color o perderlo, cuando el in metlico es sustraido del medio por un complejante suficientemente enrgico.Para que realmente un indicador de este tipo pueda ser til como tal, es preciso que cumpla con varios requisitos: Sensibilidad: La reaccin de color debe ser lo suficientemente sensible como para que en las vecindades del punto final cuando la concentracin del ion metlico sea muy baja, la solucin se presente intensamente coloreada.Especificidad: La reaccin de color debe ser especfica del in a determinar o por lo menos suficientemente selectiva como para que no interfieran otros iones que puedan estar presentes. 3 Estabilidad: El complejo Indicador-Metal debe tener una estabilidad ptima. No debe ser demasiado pequea para que no se produzca un cambio difuso en el punto final, debido a la ionizacin. Tampoco debe ser demasiado alta a punto tal de llegar a impedir la labilidad.En caso contrario, en el punto final, el EDTA no sera capz de desplazar al in metlico de su combinacin con el indicador, con lo que el cambio de color no se producira. 4 Cintica de Reaccin: Esta debe ser suficientemente rpida como para que el cambio sea bruzco y adems, coincida con el punto final. 5 Contraste: Debe haber suficiente contraste entre el indicador combinado y el indicador libre. 6 Solubilidad y estabilidad de las soluciones de los indicadores: En muchos casos el ltimo requisito no es cumplido, entonces se apela al uso de conservadores, o mejor a la preparacin del indicador como una dispersin slida en NaCl. Por ltimo, todos los requisitos descriptos, se deben satisfacer dentro de rangos de pH en el que pueda efectuarse la titulacin.Las reacciones de formacin de complejos, se han utilizados hace ya mucho tiempo, con fines analticos cuantitativos, especialmente desde la introduccin de los compuestos de coordinacin denominados quelatos, obtenidos por la reaccin de un in metlico con un ligando o complejante. Varias aminas terciarias que contienen adems grupos carboxlicos, forman complejos de notable estabilidad con diversos iones metlicos; estos compuestos se encuentran en el comercio bajo el nombre de complexonas o como versenatos, entre los que se encuentran al cido etilendiaminotetraactico, EDTA, y sus sales disdicas que adquirieron mucha importancia por sus aplicaciones.El EDTA forma con los iones metlicos, complejos 1:1, obtenindose las siguientes reacciones para los diversos cationes:Me+2 + H2Y-2 MeY-2 + 2H+Me+3 + H2Y-2 MeY- + 2HMe+4 + H2Y-2 MeY + 2H+Como se puede ver, la extensin con que se forman estos complejos viene afectada notablemente por el pH, existiendo adems una correlacin entre la carga del catin y la estabilidad del complejo resultante, que se resume as: a. Los complejos del EDTA con los cationes divalentes son muy estables en soluciones bsicas o dbilmente cidas. b. Los complejos de los cationes trivalentes son estables an en el campo de pH de 1 a 2. c. Los complejos de los cationes tetravalentes son estables en muchos casos, incluso a pH menor que 1. Debido a esta tendencia del EDTA a formar complejos con varios cationes es que, para conseguir controlar su comportamiento, se debe regular convenientemente el pH de la reaccin. La valoracin directa de los iones metlicos con EDTA es posible siempre que se disponga de algn mtodo adecuado para la deteccin del punto final, p.e., el Mg+2 se determina empleando el indicador metalocrmico llamado negro de eriocromo T (NET) en solucin algo alcalina.Mg+2 + H2Y-2 MgY-2 + 2H+As, en la valoracin directa del Mg empleando como indicador al NET, la solucin posee inicialmente color rojo debido a la elevada concentracin de iones Mg+2, esta concentracin disminuye en el punto de equivalencia y el equilibrio anterior se desplaza hacia la izquierda. Lgicamente la estabilidad del complejo metal indicador debe ser menor que la del complejo metal-EDTA para que sea posible que el valorante compita favorablemente con el indicador en la complejacin de los iones magnesio.El calcio tambin puede valorarse con EDTA y el complejo que forma es ms estable que el del magnesio, pero produce con el indicador NET una coloracin muy tenue. El calcio puede titularse con EDTA a punto final definido usando murexida como indicador aun pH de 12 o ms. La murexida presenta, en solucin los siguientes cambios:H4In- H3In-2 H2In-2 Rojo-Violeta violeta azulpH11El Ca+2 reacciona con la murexida dando 3 especies complejas:CaH4In+ CaH3In CaH2In- Amarillo-naranja rojo-naranja rojopH4,5De acuerdo con los equilibrios planteados y las especies presentes, el cambio de color que se observa a pH = 12 es del rojo al azul debidoCaH2In- H2In- (Rojo) (Azul)Complejo forma libre del indicadorEl Ca+2 y el Mg+2 pueden estar presentes simultneamente en una muestra y as sern titulados con EDTA del siguiente modo:Una alcuota de la muestra se ajusta a pH = 10 y se titula la suma de los dos metales con EDTA, y NET como indicador. Otra alcuota idntica se ajusta a pH mayor que 12 con lo cual precipita Mg(OH)2 y el Ca+2 que permanece en solucin se titula con EDTA y murexida como indicador. La diferencia de volmenes de solucin de EDTA requerida en la primera y segunda titulacin corresponde a la cantidad de Mg+2.Determinacin de la dureza del agua Las valoraciones con AEDT se utilizan rutinariamente para determinar la dureza del agua. En hidrologa, el trmino dureza se refiere a la concentracin total de iones alcalinotrreos en el agua. Dado que las concentraciones de Ca2+ y Mg2+ suelen ser mucho mayores que las de otros alcalinotrreos, la dureza puede igualarse a [Ca2+] + [Mg2+], y normalmente se expresa como el nmero equivalente de miligramos de CaCO3 por litro. As, si en un agua [Ca2+] + [Mg2+]=1mM, su dureza ser de 1 mmol de CaCO3 por litro y puesto que el peso molecular del CaCO3 es 100, el agua tendr 100 mg de CaCO3 por litro. El agua cuya dureza es menor de 60 mg/L de CaCO3 se considera blanda. La determinacin de la dureza es una prueba analtica til que proporciona una medida de la calidad del agua para uso domstico, agrcola o industrial. La prueba es de particular importancia en la industria porque el calentamiento del agua dura precipita el carbonato de calcio que luego obtura calderas y tuberas. La dureza del agua se determina comnmente valorando la muestra de agua con AEDT. En medio alcalino, este compuesto forma complejos estables tanto con Ca2+ como con Mg2+, siendo las constantes de formacin respectivas:log K (CaY2- ) = 11.0log K (MgY2- ) = 8.7Para la determinacin de la dureza total del agua (Ca2+ y Mg2+) se realiza una valoracin de la muestra con AEDT despus de ajustar el pH a 10 con un tampn. Teniendo en cuenta los valores de las constantes de formacin, el magnesio forma un complejo con AEDT menos estable que el calcio, y por tanto, no se valora hasta que el calcio ha sido valorado. Por este motivo, un indicador para el ion magnesio, puede servir como indicador en la determinacin de la dureza total del agua. Como indicador se utiliza el negro de eriocromo T (NET).Al aadirle a la muestra de agua, a pH 10, unas gotas de indicador (NET) se forma un complejo entre el Mg2 + y el indicador (MgIn- ) de color rojo que es menos estable que el MgY2- . Al ir aadiendo valorante (AEDT), primero se compleja el Ca2+, despus el Mg2+ libre, y finalmente se produce el desplazamiento del Mg2+ que estaba formando complejo con el indicador (MgIn- ), producindose un cambio de color a azul.Reacciones de valoracin: Ca2+ + Y 4- CaY2- Mg2+ + Y 4- MgY2En el punto de equivalencia: MgIn- + Y4- + H+ MgY2- + InH2- rojo azul Para la determinacin de la dureza clcica o magnsica individualmente, se opera de forma separada con dos alcuotas de muestra. En una se determina la dureza total segn el procedimiento previamente descrito, y en la otra se determina nicamente el contenido de calcio. Para ello se valora la muestra de agua con AEDT a un pH superior a 12. De esta manera el Mg2+ no interfiere al encontrarse precipitado como Mg(OH)2. El indicador utilizado en este caso es la murexida.Este indicador forma con el Ca2+ un complejo rosado menos estable que el complejo CaY2- , por lo que al aadir AEDT, en primer lugar se compleja el Ca2+ libre y despus lo hace el que se encontraba formando el complejo Ca-murexida, cambiando el color de la disolucin a violeta azulado (ste es el color del indicador libre en medio alcalino)Propiedades del EDTASi bien se disponen de un importante nmero de ligandos que resultan adecuados para la cuantificacin de distintos metales, existe uno que se destaca por su amplio uso en titulaciones complejomtricas, el cido etilendiamintetractico, tambin conocido con las siglas EDTAEste es un cido aminocarboxlico tiene 6 sitios bsicos con los que puede ocupar la misma cantidad de sitios alrededor de la mayora de los cationes con los que forma complejos. (Estos sitios son los cuatro grupos carboxilos y los dos grupos amino)Esta posibilidad de ocupar mltiples sitios permite que la estequiometra sea uno a uno con estos metales.Una de las ventajas que presenta este ligando es que no solo forma complejos con una gran cantidad de iones sino que las respectivas constantes de formacin son elevadas.Influencia del pH en el comportamiento del EDTAEl EDTA no solo es necesario analizarlo desde el punto de vista de su capacidad acomplejante sino tambin desde el punto de vista cido base, puesto que es un cido poliprtico, con pKa:pKa10,0pKa21,5 pKa32,0pKa42,7pKa56,1pKa610,2Aplicaciones analticas de la formacin de complejos La formacin de complejos es, posiblemente, el fenmeno qumico de mayores aplicaciones prcticas en la qumica analtica. Entre las principales aplicaciones se pueden mencionar: - Aumento de sensibilidad en reacciones de identificacin. Por formacin de complejos con ligandos mixtos, se logra un aumento de la sensibilidad por formacin de especies intensamente coloreadas, capaces de identificar cantidades mnimas de sustancias. - Utilizacin en separaciones analticas. Por ejemplo en la marcha sistemtica de carbonato, la separacin por disolucin selectiva de los cationes de cuarto grupo con EDTA. - Aumento de la selectividad de las reacciones. En el enmascaramiento por formacin de complejos la especie interferente se incorpora a un complejo suficientemente estable. Por ejemplo, en la reaccin de VOGEL para cobalto, en la que se forma el complejo azul [Co(SCN)4] 2-, interfiere el Fe3+ que por formar el complejo [Fe(SCN)]2+, de color rojo, que impide visualizar el azul del compuesto de cobalto. Sin embargo, basta adicionar fluoruro, tartrato, fosfato o pirofosfato, ligandos con los que el Fe3+ forma complejos ms estables que con el tiocianato, para que desaparezca el color rojo y sea perfectamente apreciable el color azul del cobalto. - Disolucin de metales. Metales como Au y Pt, insolubles en cidos concentrados (HCl, HNO3), se disuelven en mezcla de ambos cidos (agua regia) por la accin complejante de Cl- - Estabilizacin de grados de oxidacin. Por ejemplo el uso de la mezcla Zimmermann-Reinhardt en permanganimetra. - Determinaciones volumtricas de metales. Uso de EDTA como reactivo titulante en la quelatometra.QUELATOMETRIA La quelatometra es un caso particular de la complexometra, en la que el compuesto complejo que se forma como producto de la reaccin de titulacin es un quelato. Un quelato es un compuesto complejo cuya estructura posee forma de anillo. Los mtodos volumtricos donde la reaccin bsica implica una quelacin mediante complexones, presenta ventajas frente a otros tipos de complexometras. Dentro de las ventajas sealadas pueden destacarse las siguientes: a) Formacin de una nica especie de estequiometra perfectamente definida, en lugar de complejos sucesivos del tipo MX1, MX2, MX3,--- MXn. Estas reacciones de complejacin no tienen corte definido y, por lo tanto, no se obtiene un punto final neto. b) Relacin de ligando: metal de 1:1 con todos los cationes independientemente del estado de valencia en que se encuentren. Esto hace que a los fines del clculo sea innecesario conocer dicho estado, adems, la concentracin de las soluciones del agente titulante puede siempre expresarse en molaridad.

POST-LABDefinicionesIon complejoEs una especie qumica cargada en la cual existe un ion metlico positivo alrededor del cual se ubican aniones y/o molculas ricas en electrones.

Ion Complejo: Catin metlico + Aniones y/o molculas.Unbuffero tampn qumico, en trminosqumicos: Es un sistema constituido por un cido dbil y su base conjugada, o por una base y su cido conjugado que tiene capacidad tamponante, es decir, que puede oponerse a grandes cambios de pH (en un margen concreto) en una disolucin acuosa.