Titrage du calcium par l'EDTA — exercice corrigé de chimie quantique (PC) (chapitre 3)

Titrage du calcium par l'EDTA

Structure et stabilité des complexes · niveau 1 (application)

Énoncé

On compare, sur $Ca X^{2 +}$ , le complexe hexaaqua et le complexe avec l'EDTA ( $lo g β = 10, 7$ ). L'équation de formation est fournie : $Ca X^{2 +} + Y X^{4 -} [CaY] X^{2 -}$ , où $Y X^{4 -}$ désigne l'ion éthylènediaminetétraacétate. Justifier que cette réaction peut servir de réaction de titrage, et interpréter la grande valeur de $β$ .

Corrigé

L'ion $Y X^{4 -}$ (hexadentate) chélate $Ca X^{2 +}$ en un seul complexe :

$Ca X^{2 +} + Y X^{4 -} [CaY] X^{2 -}, β = 1 0^{10, 7} \approx 5 \times 1 0^{10} .$

La constante étant très grande ( $β ≫ 1 0^{4}$ ), la réaction est quasi totale : elle convient à un titrage complexométrique. À l'équivalence d'un titrage de $Ca X^{2 +}$ à $0.010 m o l . L^{- 1}$ , $[C a^{2 +}] = [Y^{4 -}]$ et $[[CaY]^{2 -}] \approx 5 \times 1 0^{- 3} m o l . L^{- 1}$ (dilution par deux), d'où $[C a^{2 +}] = 5 \times 1 0^{- 3} / β \approx 3 \times 1 0^{- 7} m o l . L^{- 1}$ : moins de $0, 01 %$ du calcium reste libre. La stabilité exceptionnelle de ce complexe d'un ion peu complexant vient de l'effet chélate : un seul ligand hexadentate remplace six molécules d'eau, avec un gain d'entropie.