Considere a extração de
a partir de uma solução aquosa para uma solução orgânica pela reação com o ligante protonado, HL:
Reescreva a Equação 23-13 em termos de
e expresse
em termos das constantes na Equação 23-13. Explique, fisicamente, qual a influência do valor de cada constante no aumento ou diminuição de
.
Passo 1
O enunciado trata da extração do cátion
da fase aquosa para a fase orgânica pela reação com o ligante protonado
, gerando o complexo neutro
na fase orgânica e liberando
prótons na fase aquosa. O equilíbrio global é
e definimos a constante de extração
Para reescrever
em função das constantes de equilíbrio envolvidas (definidas na Equação 23-13), vamos precisar de:
– a constante de distribuição do metal,
– a constante de distribuição do metal,
– a constante de dissociação ácida de
na interface (fase orgânica–fase aquosa),
– a constante de formação do complexo na fase orgânica,
Passo 2
Expressamos cada concentração que aparece em
por meio dessas constantes:
-
. -
. -
.
Passo 3
Substituindo em
temos
Então o numerador de
fica
multiplicado por
, e o denominador é
.
Cancelando termos, obtém-se o resultado final:
Cancelando termos, obtém-se o resultado final:
Passo 4
Interpretação física de cada constante:
– grande significa que o metal tem afinidade por passar para a fase orgânica, o que aumenta a extração.
– grande indica que o complexo
é muito estável na fase orgânica, favorecendo sua formação e retenção na orgânica.
– grande (isto é,
é um ácido relativamente forte na organização daquele meio) facilita a geração do ligante desprotonado
na fase orgânica, aumentando a disponibilidade de ligante para complexar o metal.
–
–
–
Resposta
Quanto maiores
,
ou
, maior será
, ou seja, mais eficiente será a extração de
para a fase orgânica.