Équilibre De Complexation En Solution Aqueuse

Question 1

Qu’appelle-t-on un «complexe» ?

Answer 1

Un complexe est un édifice polyatomique (molécule) :

• soluble dans l’eau
• une espèce centrale métallique M (neutre ou cationique)
• ligands L (neutres ou anioniques)
• par des liaisons de coordination (dans lesquelles le ligand apporte les deux électrons)

Question 2

Décrire le caractère orbitalaire de la liaison entre le métal et le ligand

Answer 2

Interaction de type σ-donneur entre le ligand et le métal (souvent la HO du ligand avec une OA d du métal)

Question 3

Combien de ligands peut-on accrocher au maximum sur un métal ?

Answer 3

6

Question 4

En quoi les complexes sont analogues à la situation acide/base ?

Answer 4

On a un accepteur et un donneur, au lieu de H+, c’est les ligands que l’on échange

Question 5

Si on n’a pas 6 ligands pour un métal, quelle est la réalité chimique ?

Answer 5

On a souvent des liaisons avec le solvant H2O

Question 6

Quelle est la nomenclature pour les ligands dans les complexes ?

Answer 6

Question 7

Quelles sont les exceptions pour la nomenclature des ligands ?

Answer 7

Ceux qu’on utilise le plus souvent :

• H2O = aqua
• NH3 = ammine (attention : 2×m)
• CO = carbonyle

Question 8

Quelle est la nomenclature pour le métal dans les complexes ?

Answer 8

Question 9

Quelle est la nomenclature globale du complexe ?

Answer 9

Question 10

Quelle est la nomenclature de Zn(NH₃)₄²⁺ ?

Answer 10

Complexe tetraamminezinc (II)

Question 11

Qu’appelle-t-on des ligands polydentates ?

Answer 11

Ce sont des ligands qui peuvent s’accrocher plusieurs fois sur l’espèce centrale M

Question 12

Donner deux exemples de polydentates (formule topologique)

Answer 12

Question 13

Qu’appelle-t-on l’effet chelate ? («kélate»)

Answer 13

Les complexes obtenus avec des ligands polydentates sont plus stables que leurs équivalents avec des ligands monodentates (largement non négligeable)

Question 14

Pourquoi l’EDTA donne-t-il souvent des complexe très stables ?

Answer 14

Par effet chelate : on a une seule molécule qui fait 6 ligands (hexadentate)

Question 15

Quelles sont les deux réactions de formations possibles des complexes ?

Answer 15

Réaction de formation globale ou successive

Question 16

Qu’est-ce que la réaction de formation globale ?

Answer 16

Réaction de formation du complexe à partir de toutes les espèces libres

Question 17

Qu’est-ce que la réaction de formation successive ?

Answer 17

Réaction de formation à partir d’un seul ligand et du complexe précédent

Question 18

Qu’appelle-t-on «constante de formation globale» ?

Answer 18

Question 19

Quelle information donnent les constantes de formation ?

Answer 19

Plus les constantes de formation sont grandes, plus les complexes sont stables

Question 20

Qu’appelle-t-on «constante de formation successive» ?

Answer 20

Question 21

Comment manipuler les équilibres ?

Answer 21

Il faut vraiment les voir comme des équations, et (3) = (1) + (2)

Question 22

Comment passer des constantes de formation globales aux constantes de formation successives et inversement ?
Justif

Answer 22

Question 23

Quelle est le seul type de réaction de dissociation possible ?

Answer 23

On a uniquement des dissociations successives

Question 24

Qu’appelle-t-on constante de dissociation d’un complexe ?

Answer 24

Question 25

Quelle est l’analogue de la constante d’acidité dans les complexes ?

Answer 25

Question 26

Quel est l’analogue de la formule de Henderson, pour les complexes ?

Answer 26

Question 27

Si p(…) tend vers +∞, quel information est-ce que ça donne ? Justif

Answer 27

Puisque p(…) = - log(…) : lorsque p(…) tend vers +∞, on n’a pas de … dans le milieu

Question 28

Quel est l’analogue de la règle du gamma pour les complexes ?

Answer 28

Question 29

Déterminer l’avancement à l’équilibre

Answer 29

RP = réaction principale - déterminer la RP - exprimer K° littéralement et numérique - faire le tableau d’avancement - écrire la relation de Guldberg et Waage et l’appliquer - résoudre en effectuant éventuellement des DL

Question 30

Comment déterminer la concentration de toutes les espèces à l’équilibre ?

Answer 30

Question 31

Quel est le lien entre Kd et Kf ?

Answer 31

Kd_n = 1/Kf_n

Question 32

Que signifie « monocoordiné » ?

Answer 32

À un seul ligand

Question 33

Justifier l’allure d’un diagramme de prédominance pour un seul complexe monocoordiné en justifiant

Answer 33

Question 34

Comment rédiger si on demande en diagramme de prédominance ?

Answer 34

- équation de la réaction de dissociation - pL = pKd + …/… - … prédomine sur … ⇔ … ≥ … ⇔ pL ≥ pKd - diagramme

Question 35

Justifier l’allure d’un diagramme de prédominance pour un seul complexe polycoordiné en justifiant

Answer 35

Question 36

Dans le cas de plusieurs complexes stables (différent nombre de ligands), dans quels cas sont-ils tous stables ?

Answer 36

Si pKd1 > pKd2 > …, ils ont tous un domaine de prédominance

Question 37

Tracer le diagramme de prédominance pKd₁ = 4,1 | pKd₂= 3,5| pKd₃ = 3,0 | pKd₄ = 2,1

Answer 37

Question 38

À quelle condition sur les pKd a-t-on un complexe instable ?

Answer 38

Lorsqu’il ne sont pas bien ordonnés (on n’a pas pKd1 > pKd2 > …)

Question 39

Justifier l’allure d’un diagramme de prédominance pour un complexe instable en justifiant

Answer 39

Question 40

Comment appelle-t-on un ligand qui peut s’accrocher plusieurs fois sur l’espèce centrale M ?

Answer 40

Un ligand polydentate

Question 41

Si on voit dans l’énoncé « on mélange … mL de … avec … mL de … », quel doit être le réflexe ?

Answer 41

Écrire « dilution ! »

Question 42

Quels sont les degrés d’oxydations maximaux et minimaux d’un métal ?

Answer 42

- minimum : 0 (réducteur, cations !) - maximum : nombre d’électrons de valence

Question 43

Pourquoi peut-on écrire la concentration en Zn(OH)₂ qui pourtant est un solide ?

Answer 43

S’il est sous forme de complexe ça signifie qu’il est sous forme aqueuse (mais forcement à faible concentration puisqu’il précipite sinon)

Question 44

Comment déterminer les constantes globales de formation à partir d’un diagramme de distribution des différentes espèces ?

Answer 44

- écrire réaction de formation globale - « à l’équlibre, Q_r,éq = K°, donc … » - « au croisement entre les courbes … et … *(associées à l’espèce métallique seule et celle que l’on forme, les deux impliquées dans la réaction de formation globale)*, […] = […] et pL = … » - injecter dans le relation de Guldberg et Waage - en déduire la constante de formation globale

Question 45

Comment déterminer les valeurs des constantes de formation successives à partir d’un diagramme de distribution des différentes espèces ?

Answer 45

- écrire réaction de formation globale - « à l’équlibre, Q_r,éq = K°, donc … » - « au croisement entre les courbes … et … *(associées à l’espèce ML_n-1 et ML_n, les deux intervenant de la réaction de formation successive)*, […] = […] et pL = … » - injecter dans le relation de Guldberg et Waage - en déduire la constante de formation successive

Question 46

De manière générale, comment utiliser un diagramme de distribution pour calculer des constantes thermodynamiques ?

Answer 46

- écrire la réaction - écrire sa constante grâce à la réaction de Guldberg et Waage - se placer à une intersection qui annule des concentrations