Equilibri di ioni complessi. Esercizi svolti

Equilibri di ioni complessi: esercizi risolti

Gli equilibri di ioni complessi sono descritti quantitativamente dalla costante di stabilità o di formazione (K_f) relativa all’equilibrio: M + nL ⇄ ML_n, dove K_f = [ML_n] / [M][L]ⁿ.

A volte, per gli equilibri di ioni complessi, è necessario prendere in considerazione la costante di instabilità o di dissociazione (K_d) relativa all’equilibrio ML_n ⇄ M + nL.

# Esercizi svolti

1) Calcolo della concentrazione dell’ammoniaca

Per risolvere questa tipologia di problema, è opportuno considerare il complesso già formato, tenendo conto del reagente limitante. Prendiamo in considerazione l’equilibrio:
Zn(NH₃)₄⁺ ⇄ Zn²⁺ + 4 NH₃, con costante di equilibrio K_d = 1/K_f = 1/ 2.9 ∙ 10⁹ = 3.4 ∙ 10^-10.
Stante il rapporto stechiometrico di 1:4 tra ione zinco e ammoniaca, il reagente limitante è l’ammoniaca. Si formeranno quindi 2.1 ∙ 10^-2 M di complesso, mentre sarà presente una concentrazione dello ione zinco pari a 6.0 ∙ 10^-3. Mediante il calcolo della K_d si determina che la concentrazione dell’ammoniaca all’equilibrio è di 5.9 ∙ 10^-3 M.

2) Calcolo della concentrazione di nickel e dello ione complesso all’equilibrio

Anche in questo caso risulta conveniente considerare la K_d = 1/K_f = 1.0 ∙ 10³¹ = 1.0 ∙ 10^-31.
Stante il rapporto stechiometrico di 1:4 tra ione nickel e ione cianuro, la concentrazione di cianuro necessaria è pari a 0.039 M, mentre la concentrazione di ione cianuro è di 0.046 M. Ciò implica che lo ione nickel è il reagente limitante, mentre lo ione cianuro è in eccesso. La concentrazione iniziale del complesso è quindi di 0.0097 M.

3) Determinazione della frazione di Ferro (III) presente

L’equilibrio di complessazione è: Fe³⁺ +2 SCN^– ⇄ Fe(SCN)₂⁺.
Considerando che lo ione tiocianato è in eccesso, la concentrazione iniziale di Fe(SCN)₂⁺  è 0.10 M, mentre quella dello ione tiocianato è pari a 0.8 M. Risultando che praticamente tutto il ferro si trova in forma complessata.

In conclusione, l’applicazione pratica di questi esercizi è fondamentale per comprendere i processi di equilibrio nei sistemi di ioni complessi. Allo stesso tempo, l’uso accurato delle costanti di formazione e dissociazione è essenziale per ottenere i risultati corretti nelle soluzioni chimiche.