République Algérienne Démocratique et Populaire Université d’ORAN Faculté de Médecine, Département de Pharmacie Laboratoire de Chimie Analytique Complexométrie 'U&+(//28$,= 0DLWUH$VVLVWDQWHHQ&KLPLH$QDO\WLTXH 24 Novembre 2015 Plan I- Introduction II- Définition des complexes III- Structure et terminologie des complexes IV- Nomenclature des complexes V- Types de complexes VI- Stabilité des complexes VII- Facteurs influençant la stabilité des complexes VIII- Applications analytiques des réactions de complexation 2 Département de Pharmacie d'Oran_Laboratoire de Chimie Analytique I- Introduction Etude des « composés d’addition, de coordination ou complexes » dont les ions constitutifs sont masqués à leurs réactifs habituels. Figure 1: L’hème Complexe du fer à la base de l'hémoglobine. 3 Figure 2: La chlorophylle Complexe du magnésium Département de Pharmacie d'Oran_Laboratoire de Chimie Analytique Selon l’I.U.P.A.C. : Un complexe (a coordination entity) est constitué d’un atome central, usuellement un atome métallique, auquel sont liés d’autres atomes ou groupes d’atomes qui l’entourent. Ceux-ci s’appellent ligands ou coordinats. L’atome central est aussi appelé le noyau. Les complexes sont appelés également composés de coordination. 4 Département de Pharmacie d'Oran_Laboratoire de Chimie Analytique Complexe Vitamine B12 Atome Central (Noyau) Cobalt Ligands ou coordinats Liaison de coordination 5 Département de Pharmacie d'Oran_Laboratoire de Chimie Analytique II- Définition des complexes Associations formées entre : Un ou plusieurs ions métalliques d’une espèce donnée. Des ions ou molécules (minérales ou organiques) entourant les ions métalliques. Exemple : complexe cupritétramine [ Cu (NH3)4]2+ 6 Département de Pharmacie d'Oran_Laboratoire de Chimie Analytique II- Définition des complexes Ligand : Appelé également coordinat, est un ion ou une molécule qui forme une liaison covalente avec un atome métallique neutre ou ionisé en fournissant une paire d’électrons qui est mise en commun entre le ligand et le métal. Nombre de coordination : Nombre de liaisons covalentes qu’un cation peut former avec un donneur de paires d’électrons. Chélate : Complexe cyclique qui se forme lorsqu’un cation est lié par au moins deux groupements donneurs portés par un seul ligand. 7 Département de Pharmacie d'Oran_Laboratoire de Chimie Analytique III- Structure et terminologie des complexes L’ion métallique est appelé élément central ou ion coordinateur. Un ion coordinateur → complexe mononucléaire. Plusieurs ions coordinateurs → complexe polynucléaire. Les ions ou molécules entourant l’ion coordinateur sont appelés ligands ou coordinats. Si le coordinat contracte une liaison avec l’ion coordinateur → coordinat unidenté. Si le coordinat contracte plusieurs liaisons avec l’ion coordinateur → coordinat polydenté ou multidenté. 8 Département de Pharmacie d'Oran_Laboratoire de Chimie Analytique III- Structure et terminologie des complexes Les complexes sont représentés entre crochets. [complexe]charge La charge du complexe = charge de l’ion coordinateur (+) charges des coordinats, un complexe peut être : 9 Ion négatif ou positif. Molécule neutre. Département de Pharmacie d'Oran_Laboratoire de Chimie Analytique III- Structure et terminologie des complexes [Fe (CN)6] 3- Charge (+3) +6(-1) = -3 Ion coordinateur Coordinat Fe3+ CNFigure 3: Complexe ferricyanure 10 Département de Pharmacie d'Oran_Laboratoire de Chimie Analytique III- Structure et terminologie des complexes Indice de coordination Le nombre de liaisons formées entre l’ion coordinateur et les coordinats est appelé : indice de coordination, coordinence ou nombre de coordination (NC). NC = 2, 4, 6, 8 Type de liaisons Liaisons de coordination ou semi-polaires dans lesquelles: L’ion coordinateur = accepteur de doublet électronique= acide de Lewis. Le coordinat = donneur de doublet électronique = base de Lewis. 11 Département de Pharmacie d'Oran_Laboratoire de Chimie Analytique III- Structure et terminologie des complexes Figure 4: NC de quelques complexes 12 Département de Pharmacie d'Oran_Laboratoire de Chimie Analytique III- Structure et terminologie des complexes Géométrie des complexes Polyèdre de coordination = le corps géométrique décrit par la position des ligands dans l'espace. Nombre de coordination 2 4 6 13 Géométrie Exemples Linéaire Tétraèdre Plan carré Octaèdre [Ag(NH3)2]+ [CoCl4]2[PtCl4]2[Ni(OH2)6]2+ Département de Pharmacie d'Oran_Laboratoire de Chimie Analytique COMPLEXOMETRIE IV- Nomenclature des complexes Règles de nomenclature énoncées par I.U.P.A.C (International Union for Pure and Applied Chemistry). A- Atome central Formules : l’atome central est indiqué en premier, puis, dans l’ordre, les ligands négatifs, neutres et positifs ; la formule est placée entre crochets [ ]. Noms : l’atome central est nommé en dernier ; les ligands apparaissent dans l’ordre alphabétique, quelque soit leur charge (complexes chargés). [Fe(CN)6] = hexacyanoferrate(III) 14 Département de Pharmacie d'Oran_Laboratoire de Chimie Analytique IV- Nomenclature des complexes B- Nom des ligands Anions : ils reçoivent le suffixe «O» : Cl-: chloro ; S2O32- : thiosulfato. Molécules, cations : nom inchangé. Exceptions : H2O : aqua ; NH3 : ammine ; CO : carbonyle ; NO: nitrosyle. Ligands pontants : sont indiqués par µ- : Cl-, µ-chloro. C- Nombre d’oxydation de l’atome central Il est Indiqué par un chiffre romain pour bien accentuer son caractère formel Fe(II) ou Fe II. D- Nombre de ligands Il est Indiqué par les préfixes : di-, tri-, tétra-, penta-, hexa-, etc. Si le ligand a un nom composé on utilise bis-, tris-, tétrakis, pentakis, hexakis, etc. K3[Fe(CN)6] = hexacyanoferrate(III) de potassium 15 Département de Pharmacie d'Oran_Laboratoire de Chimie Analytique COMPLEXOMETRIE IV- Nomenclature des complexes LA DÉNOMINATION D’UN COMPLEXE DÉPEND DE SA CHARGE Charge négative (complexe anionique) nom du ligand + nom de l’ion coordinateur + suffixe « ATE » + charge de l’ion coordinateur (chiffre romain). EX : K3[Fe(CN)6] = hexacyanoferrate ate(III) de potassium 16 Département de Pharmacie d'Oran_Laboratoire de Chimie Analytique IV- Nomenclature des complexes anion Na [Pt Br Cl I(H2O)] → Na+ + [Pt Br Cl I(H2O)] 1) Ligand : 4 ligands différents 1 ion Cl- : négatif 1 ion Br- : négatif 1 ion I- : négatif 1 molécule H2O : neutre 2) Ion coordinateur : 1 ion Pt2+ : cation bivalent Aqua bromo chloro iodo platinate (II) de sodium 17 Département de Pharmacie d'Oran_Laboratoire de Chimie Analytique COMPLEXOMETRIE IV- Nomenclature des complexes LA DÉNOMINATION D’UN COMPLEXE DÉPEND DE SA CHARGE Charge positive (composé cationique) nom du ligand + nom de l’ion coordinateur + charge de l’ion coordinateur (chiffre romain). EX: [Cu(NH3)4]2+ : tétrammine cuivre (II). 18 Département de Pharmacie d'Oran_Laboratoire de Chimie Analytique IV- Nomenclature des complexes cation [CoCl2(NH3)4]Cl → Cl- + [CoCl2(NH3)4]+ 1) Ligand : 2ligands différents 2 ions Cl- : négatif 4 molécules NH3 : neutre 2) Ion coordinateur : 1 ion Co3+ : cation trivalent Chlorure de tétrammine dichloro cobalt (III) 19 Département de Pharmacie d'Oran_Laboratoire de Chimie Analytique COMPLEXOMETRIE IV- Nomenclature des complexes LA DÉNOMINATION D’UN COMPLEXE DÉPEND DE SA CHARGE Charge neutre nom de l’ion coordinateur + charge de l’ion coordinateur (chiffre romain)+ nom du ligand. EX : [Fe(CO)5] : fer pentacarbonyle. 20 Département de Pharmacie d'Oran_Laboratoire de Chimie Analytique IV- Nomenclature des complexes [CuBr2(O=C(NH2)2)2] 1) Ligand : 2 ligands différents → molécule neutre 2 ions Br- : négatif 2 molécules d’urée O=C(NH2)2 : neutre 2) Ion coordinateur : 1 ion Cu2+ : cation bivalent cuivre (II) di bromo bis (urée) 21 Département de Pharmacie d'Oran_Laboratoire de Chimie Analytique V- Types de complexes A- Complexes simples Le coordinat n’est lié à l’ion coordinateur que par une seule liaison. 22 Département de Pharmacie d'Oran_Laboratoire de Chimie Analytique V- Types de complexes B- Complexes internes ou chélates Coordinat multidenté qui contracte toutes ses liaisons avec un même ion coordinateur. → Structure cyclique →Ion métallique pincé par le coordinat (chélateur)→ chélate. Exemple : Complexe formé entre l’ion cuivrique et l’éthylène diamine. 23 Département de Pharmacie d'Oran_Laboratoire de Chimie Analytique V- Types de complexes B- Complexes internes ou chélates + M ↔ EDTA : Acide Ethylène Diamine Tétracétique Exemple : chélate avec EDTA 24 Département de Pharmacie d'Oran_Laboratoire de Chimie Analytique V- Types de complexes C- Autocomplexes métalliques Des sels qui ont un comportement de complexes vu leur très faible dissociation en solution aqueuse. Exemple : Hg(CN)2 ; HgCl2 25 Département de Pharmacie d'Oran_Laboratoire de Chimie Analytique Exercice d’Application Donner la dénomination des complexes suivants selon l’IUPAC : ([Co(SO4)(NH3)5] + , Br - ) Bromure de Penta-amminesulfatocobalt(III) Représenter les complexes dont la nomenclature est : Chlorure de tetramminedichlorocobalt (III) [Co Cl2 (NH3)4]Cl 26 Département de Pharmacie d'Oran_Laboratoire de Chimie Analytique Plan I- Introduction II- Définition des complexes III- Structure et terminologie des complexes IV- Nomenclature des complexes V- Types de complexes VI- Stabilité des complexes VII- Facteurs influençant la stabilité des complexes VIII- Applications analytiques des réactions de complexation 27 Département de Pharmacie d'Oran_Laboratoire de Chimie Analytique
