Caracterización experimental y simulaciones digitales de la transferencia de [H(fen)2]+ en la interfase agua|1,2-dicloroetano

J. KLUG; R.A. FERNÁNDEZ; S.A.DASSIE

Congreso; XVI Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica.; 2009

La 1,10-fenantrolina (fen) es un ligando bidentado que posee una baja solubilidad en agua, la cual puede ser incrementada tanto por su actividad ácido-base como por su poder acomplejante con muchos metales de transición. La transferencia de estos complejos en sistemas bifásicos ha sido ampliamente estudiada en relación con procesos de extracción de metales de transición. Dichos complejos se forman en la fase acuosa, dada las elevadas constantes de estabilidad en agua, aún cuando la fenantrolina está inicialmente presente en la fase orgánica [1,2]. Existen en bibliografía, estudios donde se caracteriza mediante técnicas electroquímicas, el mecanismo de transferencia de 1,10-fenantrolina a través de una interfase agua|1,2-dicloroetano así como también algunos parámetros termodinámicos como el potencial de transferencia de la especie protonada, + Hfen , y el coeficiente de partición de la especie neutra. Es importante destacar, que en dichos trabajos se consideró para los análisis realizados sólo la existencia de la especie + Hfen [2,3]. En el presente trabajo se generaliza el mecanismo de transferencia de especies derivadas de la 1,10-fenantrolina a través de una interfase líquido|líquido, considerando la formación del complejo ( ) ⎡ ⎤ ⎣ ⎦ + 2 H fen y se lo caracteriza en cuanto a sus propiedades termodinámicas. Los resultados electroquímicos obtenidos experimentalmente presentan dos procesos de transferencia de carga. Del análisis de los mismos se desprende que el primer proceso corresponde a una transferencia directa, mientras que el segundo a una transferencia facilitada. Si bien, ambos procesos son reversibles y controlados por difusión, se observó una dependencia compleja con la concentración de aniones presentes en la fase acuosa. De manera general, se planteó y se resolvió un modelo físico que tiene en cuenta todas las especies derivadas de la 1,10-fenantrolina incluyendo los complejos formados con el anión de la solución reguladora de pH. En el análisis de las simulaciones digitales se evidenció el efecto de la energética de formación del complejo ( ) + ⎡ ⎤ ⎣ ⎦ 2 H fen sobre los procesos de transferencia de carga. La inclusión de complejos del tipo [ ] − − + H L A m m n presentes en fase acuosa permitió verificar su importancia en los procesos de transferencia de carga. Se demostró la existencia del complejo ( ) ⎡ ⎤ ⎣ ⎦ + 2 H fen en un sistema bifásico y se determinó el valor de la cota mínima superior de la energía libre de Gibbs para la transferencia de ( ) ⎡ ⎤ ⎣ ⎦ + 2 H fen desde la fase acuosa a la orgánica siendo igual a 15 kJ/mol.