Ramírez  Naranjo  José  Pablo  

UNIDAD  IV  Práctica  No.  12  

Síntesis  de  un  compuesto  de  coordinación  

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Cu NH3( )4[ ]SO4 ⋅ H2O  INTRODUCCIÓN.    Una  parte  de   la   química  de   los  metales  de   transición   esta  directamente   relacionada  con   sus   compuestos   de   coordinación.   Estos   compuestos   son   importantes   en   el  laboratorio,  en  la  industria  y  en  la  química  ambiental.    Un  compuesto  de  coordinación  o  compuesto  complejo,  consiste  en  un  catión  metálico  central   al   cual   ésta   unidos   varios   aniones   o   moléculas   neutras,   las   cuales   se  denominan  “ligantes”.  Estos  poseen  por   lo  menos  un  par  de  electrones   libres  que  se  donan  al  ión  metálico  central  para  la  formación  del  compuesto  de  coordinación.  Por  lo  tanto,  los  ligantes  se  comportan  como  base  de  Lewis.    Los  ligantes  que  se  encuentran  coordinados  al  ión  metálico  constituyen  la  “esfera  de  coordinación”.   Los   bogantes   se   encuentran   dispuestos   alrededor   del   ión   metálico  central   en   forma   geométrica   determinada.   El   número   de   átomos   enlazados  directamente   al   ión   metálico   o   el   número   de   posiciones   coordinadas   se   denomina  número  de  coordinación  del  ión  central.  Se  conocen  compuestos  de  coordinación  que  contienes  iones  metálicos  con  número  de  coordinación  que  van  desde  dos  hasta  doce.  Sin  embargo  prevalecen   los  compuestos  con  números  de  coordinación,  dos,  cuatro  y  seis,  siendo  seis  el  número  de  coordinación  mas  común,    Los   ligantes  pueden  de   ser   capaces  de   formar  uno  o  mas  enlaces   con  el   ión   central.  Aquellos  que  únicamente  presentan  un  enlace  se  denominan  uni  o  monodentados,  a  los  que  se  coordinan  mediante  dos  enlaces  se  llaman  bidentados,  y  a  los  ligantes  que  se  presentan  con  más  de  dos  enlaces  con  el  ión  central  se  les  designa  en  general  como  ligantes  polidentados.    Debido  a  que  se  conoce  gran  cantidad  de  compuestos  de  coordinación  y  cada  día  su  numero   aumenta,   se   adopto   un   sistema   de   nomenclatura   para   nombrar   estos  compuestos.  Ejemplos    

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K4 Fe CN( )6( )[ ]   Hexacianoferrato  (II)  de  potasio.  

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Co NH3( )4 H2O( )Cl( )[ ]Cl2   Cloruro  de  acuotetraaminoclorocobalto  (III).  

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Co( ) NH3( ) H2O( )4CN[ ]Cl2   Cloruro  de  tetracuoaminocianocobalto  (III).    OBJETIVOS  Que  el  alumno  sintetice  un  compuesto  de  coordinación  con  simetría  cuadrada  plana.  Que   el   alumno   conozca  una  de   las   diferentes   técnicas  de   síntesis   de   compuestos  de  coordinación.  

Ramírez  Naranjo  José  Pablo  

HIPOTESIS    Basándose   en   las   diferentes   teorías   el   alumno   propondrá   hipótesis   de   trabajo   con  anterioridad  al  desarrollo  de  esta  práctica.    PROCEDIMIENTO  EXPERIMENTAL       Material  y  equipo       2  vasos  de  pp.  De  250  mL.     1  probeta     1  embudo  Buchner     1  matraz  Kitazato     1  papel  filtro    REACTIVOS       Sulfato  de  cobre  pentahidratado     Hidróxido  de  amonio  concentrado     Mezcla  de  alcohol-­‐hidróxido  de  amonio  1:1     Mezcla  de  alcohol-­‐éter  1:1    REACTIVIDAD  Y  TOXICIDAD    El  alumno  deberá  de  investigar  en  la  literatura  la  reactividad  y  toxicidad  de  los  reac-­‐tivos  por  utilizar.    DESARROLLO  EXPERIMENTAL  Disolver  1  g  de  sulfato  de  cobre  pentahidratado  finamente  pulverizado  en  1.6  mL  de  hidróxido  de  amonio  y  agitar  fuertemente,    Agregar   3   mL   de   alcohol   y   enfriar   en   hielo   hasta   la   formación   de   cristales.   Filtrar.  Lavar  los  cristales  con  una  mezcla  de  alcohol  éter,  Secar  el  producto  al  aire.    CUESTIONARIO  

1. Escribir  la  reacción  balanceada  de  la  síntesis.  

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CuSO4 ⋅ 5H2O+ 4NH3 → Cu(NH3)4[ ]SO4 ⋅ H2O+ 4H2O    

2. Rendimiento  de  la  síntesis  en  base  al  CuSO4·5H2O    

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CuSO4 ⋅ 5H2O  

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4NH3  

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→  

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Cu(NH3)4[ ]SO4 ⋅ H2O  

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4H2O  

Inicio   1.006  g  4.030E-­3  mol  

Exceso     0   0  

Finaliza   0   Exceso    Teoricamente:  4.030E-­3  mol  

0.99    g  Obtenido:  0.822  g  

Exceso  

Ramírez  Naranjo  José  Pablo  

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%Re =masaObtenidamasaTeoria

⋅ 100%

0.822g0.990g

⋅ 100 = 83%  

 3. ¿Para  que  se  agrega  el  alcohol?  

La  reacción  de  síntesis  es  una  reacción  de  complejación  al  equilibrio,  el  agregar  el  alcohol  fuerza  al  equilibrio  ha  desplazarse  a  la  derecha,  formando,  el  comple-­‐jo  deseado.    

4. ¿Qué   estados  de   oxidación  presenta   el   cobre?,   ¿Cuál   es   el  mas   estable?,  Demostrarlo  usando  tablas  de  potenciales  oxido  reducción.  Presenta   dos   estados   de   oxidación   1+,2+   3+   (raro),   4+   (muy   raro),   el   mas  estable  el  cobre  2+.    

Semireacción   Potencial  ENH  

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Cu+ + e− ↔ Cu   +  0.52  V  

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Cu2+ + e− ↔ Cu+   +  0.15  V    

5. ¿Qué   geometría   presentan   comúnmente   en   los   compuesto   de   coordina-­ción  el  Cu  (II)?  Piramidal  cuadrada  y  bipirimidal  trigonal.    

6. ¿Qué   análisis   se   tendría   que   efectuar   para   comprobar   la   formación   del  compuesto  de  coordinación  esperado?  Como  ocurre   una   reacción   química   se   espera   que   las   características   físicas   y  químicas    del  producto   sean  diferentes  a   la  de   los   reactivos,  por   tanto  puede  determinarse   el   punto   de   fusión   como   un   parámetro   de   caracterización,   y  también   pueden   observarse   el   cambios   de   color,   siendo   el   producto   un   azul  mas  intenso  en  comparación  con  el  azul  claro  de  los  reactivos.  

 7. ¿Qué  usos  podría  presentar  el  compuesto  sintetizado?  

Dada  su  coloración  podría  ser  utilizado  en  la  industria  textil  como  colorante.    

8. Anotar  en  la  bitácora  las    reglas  para  nombrar  los  compuestos  de  coordi-­nación.  

Tener  presente  en  primer  lugar  si  se  trata  de  un  complejo  aniónico  (con  carga  negativa)  catiónico  (con  carga  positiva)  o  si  se  trata  de  una  especie  neutra.  

Al  nombrarlo  se  citan  primero  los  ligandos,  y  estos  en  orden  alfabético.   Los   ligandos   aniónicos   se   citan   por   su   nombre   habitual,   por   ejemplo   H-­‐  

(hidruro)  o  ClO4-­‐  (tetraoxoclorato).   Los  grupos  NO  (nitrosilo)  y  CO  (cabonilo)  se  consideran  ligandos  neutros.   El   orden   alfabético   no   considera   los   prefijos   numéricos   que   indican   la  

presencia  de  varias  moléculas  de  un  mismo  ligando.  Por  ejemplo  aqua,  diaqua  y  triaqua  van  antes  que  ciano.  

Estable  

Ramírez  Naranjo  José  Pablo  

Se  utilizan  los  prefijos  di-­‐,  tri-­‐,  etc.,  para  especificar  el  número  de  cada  clase  de  ligando  sencillo  (unidentado).  

El  nombre  de  los  ligandos  complicados  se  escribe  encerrado  entre  paréntesis.   Los  ligandos  ambidentados  reciben  un  nombre  diferente  de  acuerdo  a  cuál  sea  

el  átomo  que  se  une  al  grupo  central.   Una   vez   que   ya   se   han   nombrado   todos   los   ligandos,   se   nombra   al   átomo  

central  de  la  siguiente  manera:   Si   se   trata  de  un   complejo  ANIONICO  se  utiliza   la   raíz  del  nombre  del   átomo  

central  seguida  de  la  terminación  ATO,  y  al  final  entre  paréntesis  se  escribe  el  estado   de   oxidación   del   átomo   central   con   números   romanos   (Sistema   de  Stock)  

Si  se  trata  de  un  complejo  CATIONICO  o  NEUTRO  no  se  añade  ningún  sufijo  al  nombre  del  átomo  central  

Las  sales  de   iones  complejos  se  denominan  como  cualquier  otra  sal,   teniendo  en  cuenta  el  nombre  del  anión  o  catión  complejo.    

9. Dar   cinco   ejemplos   de   nombre   y   fórmulas   de   compuestos   que   tengan  aniones  o  cationes  complejos.    

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Cd en( )2 CN( )2[ ]   Dicianobis(etilediamina)cadmio  (II).  

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Co NH3( )5Cl[ ]SO4   Sulfato  Pentaaminoclorocolbato  (III).  

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K3 Fe C2O4( )3[ ]   Ferrioxalato  de  potasio.    

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Co NH3( )6[ ]Cl3   Cloruro  Hexaaminocobalto  (III).  

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Na2 NiCl4[ ]     Tetracloroniquelato  (II)  de  sodio