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CHIMIE GENERALE
Patrick Sharrock Département de chimie IUT Castres
Cours n °4&5
PROGRAMME Solubilité et formation de solutions.
Réactions de précipitation, produits de solubilité Formation de complexes, constantes d’équilibre Adsorption, isothermes de Langmuir
formation de complexes.
PRINCIPE Les cations métalliques en solutions sont hydratés Ces ions positifs attirent les électrons Et les molécules chargées négativement dénommées « ligands » M
+
+ L [ML]
+
Cation + ligand donne complexe
formation de complexes.
Les cations s’entourent d’une sphère de coordination
formation de complexes.
Complexes a géométrie variée…
formation de complexes.
Les complexes peuvent être labiles ou inertes et former des isomères
formation de complexes.
Les premiers complexes isolés par Werner avant 1913 Formule CoCl
3
6NH3 CoCl
3
6NH3 CoCl
3
4NH3 CoCl
3
4NH3 couleur jaune violet vert pourpre structure [Co(NH3)6]Cl3 [Co(NH3)5Cl]Cl2
trans
-[Co(NH3)4Cl2]Cl
cis
-[Co(NH3)4Cl2]Cl
formation de complexes.
La constante d’association décrit la formation de complexe
formation de complexes.
La formation d’un complexe résulte souvent de la substitution d’une molécule d’eau de coordination
formation de complexes.
Les molécules présentant des doublets d’électrons donneurs sont des ligands pour des cations métalliques accepteurs
formation de complexes.
le transfert d'un proton dans une réaction acide/base la substitution d'un ligand "aqua" lors de la réaction de formation de complexe.
formation de complexes.
Structure des ligands Selon leur structure, les ligands sont plus ou moins forts
formation de complexes.
Constantes de formation de divers complexes
formation de complexes.
les ligands bidentates forment des chélates
formation de complexes.
Les ligands peuvent être mono, bi ou polydentates
formation de complexes.
L’EDTA est un ligand a fort pouvoir complexant utilisé en analyse
formation de complexes.
Les réactions de NH
3
avec l’ion Ag
+
formation de complexes.
La réaction globale de NH
3
avec l’ion Ag
+
La constante de formation globale est le produit des constantes de formation successives
formation de complexes.
Les constantes de formation permettent de calculer la concentration des espèces
formation de complexes.
Graphe de la distribution des espèces en fonction de la concentration de ligand
formation de complexes.
L’ajout de NH
4
OH a une solution de sulfate de cuivre fait précipiter de l’hydroxyde de cuivre - puis forme un complexe bleu soluble
formation de complexes.
formation de complexes.
Multiples équilibres en solution,avec réaction prépondérante
formation de complexes.
Formation d’un complexe cuivrique Les liaisons de coordination sont du genre acide-base ou donneur accepteur (d’électrons)
formation de complexes.
Formation de complexes successifs: la fraction d’un complexe est donné par:
formation de complexes.
Constantes de formation successives
formation de complexes.
Complexes successifs de l’éthylenediammine K1 K2 b n = K1* K2 * …. * Kn K3
formation de complexes.
Complexes colorés du fer
3+
1 = FeCl3 dans H2O 2 = 1+ KSCN 3 = 2+ HCl 1 2 3 4 5 6 7 4 = 1+ acide citrique 5 = 4+ HCl 6 = 1+ KSCN+acide citrique 7 = 6+ HCl
formation de complexes.
incolore Fe3+(
aq
) + SCN-(
aq
) Fe(SCN)
2+
(
aq
) + SCN-(
aq
) Fe3+(
aq
) + Cit3-(
aq
) Complexes colorés du fer Fe(SCN) Fe(SCN) rouge Fe(Cit)(
aq
)
2+ 2 +
( (
aq aq
) ) jaune
Kf
= 890
Kf
= 2.6
Kf
= 6.3 x 10
11
formation de complexes.
L’hémoglobine est un complexe du fer qui fixe l’oxygne
formation de complexes.
La synthèse et l’étude des complexes trouve de nombreuses applications… En catalyse, et chimie analytique
formation de complexes.
Détection de point équivalent: dosage des chlorures Cl
-
+ Ag
+
AgCl K=(1/Kps)=10
9.7
Le dosage des chlorures par le nitrate d’argent en présence de K
2
CrO
4
précipite AgCl en premier, puis Ag
2
CrO
4
au point équivalent Ag
2
CrO
4
K’= 10
6
Le chlorure d’argent est blanc , mais le chromate est rouge !
formation de complexes.
Détection de point équivalent: dosage du calcium La murexide est un indicateur coloré de couleur violette Et un complexant faible du calcium (complexe rouge) Ca2+ + murexide ( Camurexide ) murexide rouge Ca
2+
+ EDTA
4-
CaEDTA
2-
murexide violette L’EDTA forme un complxe fort qui déplace la murexide Point de virage: de rouge à violet
formation de complexes.
La spéciation = distribution des espèces en fonction du pH
formation de complexes.
Les métaux sont en compétition avec les protons pour les ligands organiques ou minéraux.