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Actividad de quelaciónLa quelatación es la habilidad de un compuesto químico para formar una estructura en anillo con un ion metálico resultando en un compuesto con propiedades químicas diferentes a las del metal original. (El quelante impide que el metal siga sus reacciones químicas normales). El nombre Quelato (en ingles "Chelate") se deriva de la palabra griega "Chela", que significa Pinza, porque el anillo que se forma entre el quelante y el metal es similar en apariencia a los brazos de un cangrejo con el metal en sus pinzas.
Quelantes y Ligandos Los iones metálicos existen en solución en una forma altamente hidratada; esto es rodeados por moléculas de agua . Por ejemplo los iones de Cobre (+2) están hidratados con cuatro moléculas de agua otros metales pueden tener mas o menos moléculas de agua rodeándolosAl reemplazo de estas moléculas de agua por una molécula de un agente quelante formando una estructura compleja en anillo se le llama quelatación. A la molécula que reemplaza el agua se la llama "Ligando". Se puede formar solo un anillo o se pueden formar varios anillos dependiendo del número de coordinación del metal. El número de coordinación corresponde al número de sitiosdelligando que pueden formar uniones de coordinación. Un ligando con 2 sitios se llama bidentado, un ligando con 3 sitios se llama tridentado y asi sucesivamente. Ejemplos de ligandos son: el ácido Cítrico, el ácido Málico, el ácido Tartárico, el ácido Glucónico, el ácido Láctico, el ácido Acético, el ácido Nitrilo-Tri-Acético (NTA), el ácido Etilen-Diamino-Tetra-Acetico (EDTA) y el acido Tri ppli fosforito (TPPA) Propiedades físicas La mayoria de los elementos de transición poseen una estructura de empaquetamineto compacto en la que cada atomo tiene un numero de coordinación de12 Ademas estos elementos tiene un radio atómico relativamente pequeño Por la combinación de estas propiedades, estos elementos forman enlaces metalicos fuertes, lo que les permite tener densidades, puntos de fusion y ebullición, calores de fusión y vaporización mayores que los metales pertenecientes a los grupos 1A, 2A y 2B. Quelatos Quelato es un término muy sencillo que se refiere a la formación de anillos que incluyen al centro metálico en compuestos de coordinación. La formación de este tipo de compuestos se da cualdo un ligante con más de un "diente" se coordina a un mismo centro metálico. En la siguiente animación se puede observar como un ligante bidentado forma un compuesto quelato, se resaltan los átomos que forman el anillo, que deben de incluir al metal y al menos dos átomos donadores de pares de electrones. Efecto Quelato La formación de quelatos genera compuestos de mayor estabilidad en comparación con sus análogos que no formen quelatos, este efecto de incremento de estabilidad se llama "Efecto Quelato" , por ejemplo: el compuesto [Fe(NH 3 ) 6 ] 3+ es menos estable que el compuesto [Fe(en)3] 3+ , ambos compuestos tienen número de coordinación seis, tienen átomos donadores por nitrógeno y ambos tienen geometría octaedrica, la diferencia es que el complejo con etilendiamina forma quelato.
El requisito más evidente es que los anillos que se formen no debe de estar muy tensionados, un anillo con muy pocos miembros producirá una gran tensión y por lo tanto una ruptura muy fácil. Por el contrario, un anillo de muchos miembros, también produce tensión en el anillo, además de que disminuye la probabilidad de la unión del segundo grupo donador del par electrónico durante el proceso de formación del anillo dando como resultado una menor estabilidad. Para compuestos de coordinación de la primera serie de transición, con ligantes con aómos relativamente pequeños (los más comunmente estudiados), los anillos más estables son los de 5 miembros (incluyendo al metal), sin embargo hay numerosos casos de anillos cuatro y seis miembros que forman compuestos muy estables. Es evidente que conforme mayores sean los átomos que constituyen al quelato también serán más estables los anillos con mayor numero de átomos.
Otro factor que incrementa la estabilidad en compuestos que formen quelatos, es el número de anillos que forme el ligante, cuanto mayor se el número de anillos más estable sera el compuesto, es decir, en general un ligante polidentado originará complejos más estables que uno bidentado, ejemplo: El complejo [Cu(en) 2 ] 2+ forma cada ligante un anillo con el metal Un ligante "salen" forma tres anillos con el metal , por lo que genera compuestos más estables. |
