CHIMIE

a)
O CH –CO 2C–H2C 2 2
N–CH –CH –N
2 2
O CH –CO
2C–H2C 2 2
b)
C
O CH2 O
C
H2C O
N
M
O
N
C
CH2 O
H 2 C
H 2 C
C
O
O
O
CH 2
Doc. 9 L’ion éthylènediaminetétraacétate.
a) E.D.T.A. est hexadentate ; il se lie
au cation central par l’intermédiaire
de quatre atomes d’oxygène et deux
atomes d’azote.
b) L’ion complexe formé a une structure
octaédrique.
Équilibres de complexation
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COURS
De tels diagrammes sont très utiles pour étudier les complexations compétitives de
plusieurs ligands pour un même cation métallique (cf. § 3.1.) ou certains titrages
complexométriques (cf. § 3.4.).
Pour s’entraîner : ex. 1, 2, 3 et 4
2 Composition d’une solution siège
d’équilibres de complexation
Montrons, sur quelques exemples, comment on détermine la composition à l’équilibre
d’une solution à partir des constantes globales de formation des complexes et
de la composition initiale.
2.1 Formation d’un seul complexe
C’est, par exemple, le cas des complexes formés avec le ligand hexadentate, l’ion
E.D.T.A., Y 4– (doc. 9).
Exemple :
Un litre de solution est préparé par dissolution de n 0 = 0,10 mol de chlorure de
calcium et d’une quantité n d’éthylènediaminetétraacétate de sodium (4 Na + + Y 4– ).
Quel est, en ne considérant que les réactions de complexation, l’état final de la
solution dans les trois cas suivants :
a) n = 0,020 mol ? b) n = 0,10 mol ? c) n = 0,15 mol ?
Donnée : log b 1 ([CaY] 2– )= 10,7 .
La seule réaction à considérer est la réaction de l’ion Ca 2+ avec l’ion E.D.T.A.
d’équation :
Ca 2+ + Y 4– =[CaY] 2– (1)
de constante K 0 = b 1 = 5,0 . 10 10 ; elle est quantitative. Étudions les trois cas en
écrivant des tableaux d’avancement volumique, toutes les concentrations étant en
mol . L –1 .
■ n 0 > n, Ca 2+ est en excès (solution a)
a) Ca 2+ est en excès : Ca 2+ + Y 4– _ [CaY] 2– (1a)
c « apportées » : 0,10 0,02 –
c en cours d’évolution : 0,10 – xV 0,020 – x V x V
La réaction étant quantitative, le réactif limitant, ici Y 4– , disparaît quasi totalement,
d’où :
[[CaY] 2– ] = x V,éq = 0,020 mol . L –1 et [Ca 2+ ] = 0,08 mol . L –1
La concentration de Y 4– se calcule en écrivant, qu’à l’équilibre : Q éq = b .
Soit : [Y 4– ] = = 5,0 . 10 –12 mol . L –1
d’où : pY = – log [Y 4– ] = 11,3
■ n 0 = n, Ca 2+ et Y 4– sont en proportions stœchiométriques (solution b)
Ca 2+ + Y 4– = [CaY] 2– (1b)
c « apportées » : 0,10 0,10 –
c en cours d’évolution : 0,10 – xV 0,10 – x V x V
© Hachette Livre – H Prépa / Chimie, 1 re année, PCSI –La photocopie non autorisée est un délit
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