A constante de equilíbrio para as reações sucessivas de
e
com 1,2etanodiamina, são as seguintes:
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Ion |
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:— | :— | :— | :— |
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5,89 | 4,83 | 3,10 |
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7,52 | 6,28 | 4,26 |
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10,55 | 9,05 |
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Discuta se estes dados suportam a generalização abordada em aula sobre as constantes de formação sucessiva e a série de Irving-Willians.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você trouxe um exercício que fala sobre como diferentes íons metálicos (Co²⁺, Ni²⁺ e Cu²⁺) reagem com uma molécula chamada 1,2etanodiamina (en). O objetivo é ver se os dados que temos sobre as constantes de equilíbrio dessas reações confirmam uma teoria chamada série de Irving-Williams. Para resolver isso, vamos precisar entender o que são constantes de formação sucessivas e o que diz a série de Irving-Williams.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que são constantes de formação sucessivas. Quando uma molécula de ligante (como a en) se liga a um íon metálico, ela forma um complexo. A constante de formação, K, nos diz o quanto esse complexo é estável. Quanto maior o K, mais estável é o complexo. Em reações sucessivas, adicionamos mais ligantes ao íon metálico, e cada passo tem sua própria constante de formação (K₁, K₂, K₃, etc.).
Passo 3
Agora, a série de Irving-Williams é uma regra que prevê a estabilidade dos complexos formados por íons de metais de transição. Ela diz que, para um dado ligante, a estabilidade dos complexos aumenta do Manganês (Mn) até o Cobre (Cu) e depois diminui para o Zinco (Zn). Então, a ordem geral é: Mn²⁺ < Fe²⁺ < Co²⁺ < Ni²⁺ < Cu²⁺ > Zn²⁺.
Passo 4
Vamos olhar para os dados das constantes de formação:
- Co²⁺: K₁ = 5,89; K₂ = 4,83; K₃ = 3,10
- Ni²⁺: K₁ = 7,52; K₂ = 6,28; K₃ = 4,26
- Cu²⁺: K₁ = 10,55; K₂ = 9,05; K₃ = -1,0
Observamos que, para cada íon, K₁ > K₂ > K₃, o que é o esperado nas formações sucessivas. Mas o que mais chama a atenção é o K₃ do Cu²⁺ que é negativo, indicando que a formação do terceiro complexo não é favorável.
Passo 5
De acordo com a série de Irving-Williams, esperamos que Cu²⁺ forme complexos muito estáveis, geralmente mais estáveis que Ni²⁺ e Co²⁺. Observando os K₁ e K₂, vemos que Cu²⁺ tem valores bem maiores, confirmando essa tendência. No entanto, o K₃ negativo para Cu²⁺ sugere que adicionar um terceiro ligante não é bom para esse íon específico, o que pode ser uma exceção ou indicar alguma limitação experimental.
Resposta
Sim, os dados das constantes de formação sucessivas para Co²⁺, Ni²⁺ e Cu²⁺ em relação ao ligante 1,2etanodiamina confirmam a tendência geral prevista pela série de Irving-Williams, mostrando que a estabilidade dos complexos aumenta do Co²⁺ para o Ni²⁺ e é ainda maior para o Cu²⁺ nas primeiras etapas de formação.