Constantes de formation des ions complexes – fixation successive des ligands

Ce qu’elle montre

Les ligands remplacent une à une les molécules d’eau qui entourent un ion métallique hydraté ; une solution contient donc souvent plusieurs complexes à la fois. Chaque étape a sa constante de formation successive Kᵢ, et la constante globale βₙ en est le produit : log βₙ est la somme des log Kᵢ. La proportion de chaque espèce dépend de la concentration en ligand libre, comme le montre le diagramme de distribution des espèces. L’éthylènediamine, bidente, forme des cycles chélates à cinq atomes et donne des complexes bien plus stables que NH₃ à nombre égal d’atomes d’azote donneurs, surtout grâce à l’augmentation d’entropie.

Mode d’emploi

Choisissez l’Ion central et le Ligand, puis faites glisser log[ligand libre] du très dilué vers le concentré. Observez quel complexe prédomine pour chaque valeur, lisez le pourcentage de chaque espèce et le nombre moyen de ligands fixés, et notez la couleur de la solution. Passez de NH₃ à l’éthylènediamine avec le même ion métallique pour voir les courbes se décaler vers des concentrations en ligand bien plus faibles.

Paramètres modifiables

• Ion central Cu²⁺, Ni²⁺, Zn²⁺
• Ligand NH₃ (monodente), Éthylènediamine (bidente)
• log[ligand libre] -12–0

Questions à explorer

1. Pourquoi une solution de Cu²⁺ contient-elle un mélange de plusieurs complexes amminés aux concentrations intermédiaires de NH₃ ?
2. Quelle relation relie la constante globale βₙ aux constantes successives K₁, K₂, K₃, etc. ?
3. Qu’est-ce que l’effet chélate, et combien de fois le complexe de Ni²⁺ avec l’éthylènediamine est-il plus stable qu’avec NH₃ ?