complexes (chimie) - chimie.

« Comme toute constante d’équilibre ( voir réaction chimique), KD ne dépend que de la température.

Plus KD est grand, plus l’équilibre (1) est déplacé vers la droite : le complexe a tendance à se dissocier ; il est peu stable.

Par analogie au pK A d’un acide faible, on définit le pK D d’un complexe par : pK D = -log( KD).

En effet, on peut considérer qu’un acide AH est, en quelque sorte, un complexe entre A - et H +. On peut également introduire la constante de formation du complexe KF, associée à l’équilibre : A + nL ⇄ C On a : Plus KF est élevé, plus le complexe est stable, car l’équilibre ci-dessus est déplacé dans le sens de la formation du complexe.

On définit également le pL d’un ligand tel que : pL = -log[L]. 4. 3 Complexes parfaits et imparfaits Un complexe est dit parfait si sa constante de dissociation est très faible ; il est alors très stable.

Les constituants du complexe à l’état libre dans la solution sont alors indécelables par les méthodes analytiques classiques : ils sont « masqués » par le complexe.

On considère généralement que la formation du complexe est quantitative si pK D > 5.

Les complexes dont le pK D est inférieur à 2 sont peu stables : ils n’apparaissent qu’en présence de l’agent complexant en excès. 5 PROPRIÉTÉS Les propriétés particulières des complexes proviennent du fait que l’ion (ou l’atome) central est protégé des influences du milieu extérieur par la présence de ligands tout autour de lui.

Ainsi par exemple, lorsque l’oxygène est complexé par l’hémoglobine, il peut être transporté sans réagir avec les différents composés du sang.

Il ne sera libéré qu’au niveau des cellules où, en se fixant sur leurs membranes, l’hémoglobine va « s’ouvrir » pour relâcher l’oxygène.

De plus, dans les cavités protégées par les ligands peuvent se produire des réactions particulières qui seraient empêchées par le milieu ambiant. D’un point de vue quantique, les liaisons de coordination entre ligands et ion central modifient la structure électronique de ce dernier.

Certains niveaux d’énergie des électrons sont déplacés, et les écarts énergétiques correspondants leurs permettent d’absorber les rayonnements dans le domaine visible.

Pour cette raison, les solutions de métaux de transition sont souvent très colorées ( voir couleur). 6 TITRAGE COMPLEXOMÉTRIQUE Il utilise le même principe que les titrages acido-basiques : en fonction du volume de réactif versé, on suit l’évolution de la concentration du composé impliqué dans le dosage.

Par exemple, considérons le dosage d’une solution d’ions Ca 2+ par l’EDTA (ou Y 4-).

Le pH de la solution est fixé à 9.

On peut employer le noir ériochrome T comme indicateur coloré de fin de réaction.

La réaction de dosage a pour équation-bilan : Ca2+ + Y 4- ⇄ CaY 2- (pk D = 10,6) Le point équivalent est le volume Véq d’EDTA versé tel que le nombre de moles total d’EDTA versé est égal à celui des ions Ca 2+ initial.

En traçant la courbe pL = pY = f ( VEDTA versé), on constate que l’équivalence correspond à un saut rapide de pY, comme pour les titrages acido-basiques, où elle est caractérisée par un « saut de pH ».

La réaction de dosage précédente est influencée par le pH de la solution, car l’EDTA est une tétrabase. 7 APPLICATIONS On trouve de nombreux complexes dans le monde vivant.

Par exemple, l’hémoglobine — qui permet le transport de l’oxygène dans l’organisme humain — est un complexe constitué d’un atome de fer lié à 4 atomes d’azote donneurs faisant partie d’un cycle porphyrique ; la photosynthèse est assurée par un complexe chez les plantes chlorophylliennes. D’autre part, l’industrie chimique utilise un grand nombre de catalyseurs homogènes, en particulier ceux dits de Ziegler-Natta, qui sont des complexes.

On peut citer les complexes organométalliques mixtes de titane et d’aluminium qui catalysent la polymérisation d’oléfines et pour lesquels les chimistes Ziegler et Natta ont obtenu le prix Nobel de chimie en 1963.

Les complexes sont également utilisés en analyse chimique pour séparer des ions de nature différente, par extraction liquide-liquide. Voir aussi métaux ; minérale, chimie ; organique, chimie ; supramoléculaire, chimie. Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation.

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