Equilibri di ioni complessi: esercizi risolti
Gli equilibri di ioni complessi sono descritti quantitativamente dalla costante di stabilità o di formazione (Kf) relativa all’equilibrio: M + nL ⇄ MLn, dove Kf = [MLn] / [M][L]n.
A volte, per gli equilibri di ioni complessi, è necessario prendere in considerazione la costante di instabilità o di dissociazione (Kd) relativa all’equilibrio MLn ⇄ 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 Kd = 1/Kf = 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 Kd 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 Kd = 1/Kf = 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.