Informe TRISACETILACETONATOALUMINIO (III), (Al (Acac) 3) Síntesis - Caracterización

 

UNIVERSIDAD UNIVERSIDA D NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS 

FACULTAD DE QUIMICA E INGENIERÍA QUÍMICA  DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE QUÍMICA INORGÁNICA LABORATORIO LABORATO RIO DE INORGÁNICA AIII Practica N° “

TRISACETILACETONATOALUMINIO(III) [Al(acac)3], TRISACETILACETONATOALUMINIO(III) ],  SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN   ” 

PROFESORA:: PROFESORA Mg. María Nieves Lino Pacheco INTEGRANTES: Campos Canchanya, Miguel

13070006

Huaman Lopez, Manuel Jimenez Zarate, Angélica

16070062 16070084

LIMA-PERÚ 2019-1

 

RESUMEN En el ensayo realizado se preparó el compuesto Trisacetilacetonatoaluminio (III), [Al(acac)3] a  partir de [Al2(SO4)3.16H2O] [Al2(SO4)3.16H2O] y acetilacetona, con amoniaco. El proceso se basa en la reacción de los reactivos principales en medio amoniacal, puesto que la reacción no ocurre en medio (se Luego obtendrá producto). obtuvo como resultado un sólido en forma debasado polvo de colorácido blanco. de menos la preparación del Se compuesto, se realizó el proceso de purificación en la solubilidad del compuesto; se probó primero la solubilidad del compuesto en distintos solventes y se realizó tres diferentes procesos para la purificación del compuesto. La purificación sirvió para  poder caracterizar el compuesto seguidamente, puesto que este contiene muchas impurezas (no es un cristal) y el resultado del RMN resultaría imprecisa. Se estudió el RMN del compuesto preparado y también su estructura en el proceso de caracterización por Rayos X.

MARCO TEORICO

 

  TRISACETILACETONATOALUMINIO(III), [Al (acac)3]: Acetilacetonato de aluminio, también conocido como Al (acac) 3, es un complejo de coordinación con fórmula Al (C5H7O2) 3. Este complejo con ligandos de acetilacetona tres de aluminio se utiliza en la investigación sobre los materiales que contienen Al. La molécula tiene simetría D3, ser isomórfica con otros s tris octaédricos (acetilacetonato). DESCRIPCION: Aspecto y estado físico: Blanco a claro ámbar Densidad:

1,27 g/cm3

Punto de fusión:

190-195ºC

Punto de ebullición:

315ºC

Punto de inflamación:

43.1ºC

Estabilidad:

Estable, incompatible co con agentes ox oxi ertes.

ESPECTROSCOPIA DE RESONANCIA MAGNETICA NUCLEAR: La espectroscopia de Resonancia Magnética Nuclear (RMN) estudia el comportamiento de ciertos núcleos atómicos (aquellos que poseen spin nuclear distinto de cero) en presencia de un campo magnético externo. El campo magnético aplicado produce un desdoblamiento de los niveles degenerados de energía del spin nuclear, de modo que pueden inducirse inducir se transiciones entre ellos como consecuencia de la absorción de una radiación electromagnética adecuada. La disposición de los niveles de energía es una propiedad tanto de los núcleos de una molécula como de su entorno electrónico y de las interacciones entre ambos. Así, la intensidad, forma y posición de las señales en el espectro de un núcleo determinado están íntimamente relacionadas con su estructura molecular,  por lo que un análisis detallado del espectro proporciona valiosa inf información ormación acerca de la estructura del compuesto que lo origina. Por ello, esta técnica resulta ser de las más eficientes y útiles para el estudio de la estructura y dinámica de moléculas en disolución.

APLICACIONES APLICACIONE S

 

Estudio de la estructura y dinámica de compuestos orgánicos, organometálicos y biomoléculas en disolución y en estado sólido. Un espectrómetro Un  espectrómetro de RMN consta de las siguientes partes fundamentales: -Un imán que genere un campo un campo magnético estable, el cual puede ser de una intensidad variable, definiendo la frecuencia de resonancia de cada núcleo. Generalmente Gener almente se identifica cada espectrómetro 1

 por la MHz, frecuencia resonancia protón, así en imán de 7.046 Tesla, los núcleos de H resuenan a 300 y porde tanto sería undel espectrómetro deun 300 MHz. -Una sonda, que se sitúa dentro del imán, en la que se introduce la muestra y que consta de las  bobinas responsables de emitir y recibir las radiofrecuencias las radiofrecuencias (RF). El número de bobinas y su disposición determinan el tipo y las aplicaciones de cada sonda. -Una consola en la que se generan los pulsos de RF y se controla el resto de la parte electrónica del espectrómetro. -Un ordenador que sirve de interfaz con el espectrómetro y con el que se analiza toda la información obtenida. Espectroscopia H-RMN Y C-RMN:

 

  RESULTADOS Y DESCRIPCIÓN  REACTIVOS Solución de amoniaco 5 M, [Al2(SO4)3 16H2O], Agua destilada, Ciclohexano, CaCl 2  ·

Papel de tornasol, Erlenmeyer de 250 mL, cocinilla eléctrica,Vaso de 100 mL y 50 mL, Pro pipeta, Pipeta graduada de 10 mL, Probeta de 10 mL , Embudo, Papel filtro.

SÍNTESIS DEL COMPLEJO Se agregó en un vaso de precipitados, 1.5ml de Acetilacetona, 20mL de agua destilada y 5mL de solución de amoniaco. Se disolvió 1.5g de [Al 2(SO4)3.16H2O] en 15mL de agua. Luego, se agregó esta solución en la solución de Acetilacetona y se midió el pH con papel tornasol. Si la solución no se encuentra neutra (ácida), se añade solución de amoniaco hasta que se vuelva neutra. Se dejó reposar 15 minutos y después se filtró el producto precipitado y se lavó 3 veces con 20mL de agua. Una vez lavado se dejó en la estufa para que seque

La ecuación química resultante es:

Al2(SO4)3.16H2O(ac) + 6NH4OH(ac) + 6H2O(l) + 6C5H8O2 (l) 

3(NH4)2SO4(ac) + 2Al(CH3COCHCOCH3)3(s) + 28H2O(l)

 

 

CARACTERIZACIÓN

DEL

COMPLEJO [Al(acac)3]:

Luego de una semana de realizado la preparación del complejo, el producto final pesó 1,3765g. Se coloco un capilar y luego se selló por uno de los lados y procedió a llenar un poco de muestra en el capi capila larr des despu pués és se col oloc ocóó eenn un equip equipoo que q ue se eleva la temperatura temper atura con la corriente corr iente y el punto de fusión fusió n que se obtuvo es de 189-190 °C. Se realizó pruebas de solubilidad del producto con diferentes solventes como com o el acetonitrilo, tolueno, etanol, dioxano, acetona, clorformo, etc (en frio y en caliente) Según su polaridad para recristalizar la muestra, y así obtener una mayor pureza de la muestra.

 

 

DISCUSIÓN DE RESULTADOS Características Formula molecular: Al(CH3COCHCOCH3)3(s)     Peso molecular: 324  

Densidad: 0.683   Temperatura de fusión teórica: 190-195 °C

Análisis H1  –   RMN  –  RMN

Forma ceto Forma enol Complejo

C-H ---------------------------------5.5 5.5

H1   –  –  RMN  RMN (ppm) CH2  OH/ -O-R CH3  3.6 -----------------------------------2.2 -------------------------------- ----2.0 2.2 -------------------------------- ----2.0 ------------------------------------

 

Se puede apreciar que el CH3COCHCOCH3 tiene 2 estructuras resonantes 

En las formas ceto y enol del ligando acetilacetona se ve la presencia de cuatro tipos diferentes de  picos, los cuales corresponden a las dos d os formas debido a una tautomería ceto cet o  –  enólica  enólica En el caso del complejo desaparecen dos de estas señales, es de consideración esta observación debido a que una de las señales s eñales q desaparece es la de los H del grupo metilo (CH 3), se puede atribuir esto a algún tipo de resonancia en la estructura del complejo. Se observa la presencia de dos señales de d e distinta intensidad. La primera señal corresponde al protón pro tón del C-H que por estar cerca del átomo de C=O experimentan un efecto de des apantallamiento. El pico más elevado se encuentra en 2.00ppm y es el pico de H correspondiente grupo O-H.

 

El espectro H1 RMN del CH3COCHCOCH3  para para las formas ceto y enol

1

El espectro H

 RMN del Al(CH3COCHCOCH3)3 

 

Rendimiento de la reacción: Al2(SO4)3.16H2O(ac) + 6NH4OH(ac) + 6H2O(l) + 6C5H8O2 (l) 

3(NH4)2SO4(ac) + 2Al(CH3COCHCOCH3)3(s) + 28H2O(l)

m de Al2(SO4)3.16H2O(ac) = 1.5 g  ̅  de Al2(SO4)3.16H2O(ac) = 630  

mexperimental= 1.3765g de Al(CH3COCHCOCH3)3(s) ̅M de 2Al(CH3COCHCOCH3)3(s) = 324 

 

 

m 1.5g n= = = 2.3 2.38 8m mmol mol  ̅M 630 g mol 16H H O x 2.38 mmol de Al (SO ) . 16

   (  ( )()      ( ).

4.76 x 10− mol de Al( Al(CH COCHCOCH )(s)  

= 4.7 4.76 6m mmol mol de Al( Al(CH COCHCOCH )(s)  

   (  ( )()    ( (  )()

= 1.54g de Al( Al(CH COCHCOCH )(s)  

mteórica = 1.54g de Al(CH3COCHCOCH3)3(s) % =

 

1.3765

 100% 100% =

1.54

 100% 100% = 89. 9.3 38% 

Análisis elemental 12 % = 15  324   100% 100% = 55. 5.55 55% %  1

% = 7  % = 6 

324 16 324

% = 1  

  100 100% % = 6. 6.48 48% % 

  100% 100% = 29.6 29.63% 3% 

27 324

  10 100% = 8. 8.3 33% 

 

Solubilidad

Acetonitrilo Tolueno Etanol Dioxano Acetona Dimetilsulfoxido Dimetilformamida Cloroformo Agua

Caliente Insoluble Insoluble Insoluble Insoluble soluble

Frio Insoluble Soluble Soluble Soluble Insoluble Insoluble Insoluble Soluble Insoluble

 

CONCLUSIONES El complejo [Al(CH3COCHCOCH3)3] tiene un punto de fusión menor de 200°C. (Pto. De fusión=193°C) El complejo [Al(CH3COCHCOCH3)3] no se disuelven frío en el agua pero en caliente. También en compuestos orgánicos (etanol, tolueno, cloroformo). El complejo [Al(CH3COCHCOCH3)3] puede coordinarse a iones metálicos a través de sus dos átomos de oxígeno, siendo este un ligando bidentado.

RECOMENDACIONES Observar detalladamente los materiales si estan en buen estado# comenzar a realizar la práctica.

totalmente limpios antes de

Al agregar la solución de el amoniaco se debe hacer cuidadosamente para que el pH no se pase de 7 verificar que el pH de la solución luego de agregar la acetilacetona sea neutro. La cantidad introducida en el capilar para poder determinar el punto de fusión del Al(CH3COCHCOCH3)3 debe ser poca.

 

BIBLIOGRAFÍA

  http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/nuclear/nmr.html

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  https://www2.chemistry.msu.edu/faculty/reusch/virttxtjml/spectrpy/nmr/nmr1.htm

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  http://nopr.niscair.res.in/bitstream/123456789/10727/1/IJCA%2049A(12)%201607-

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  http://datasheets.scbt.com/sds/WPNA/EN/sc-227241.pdf

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  http://www.magritek.com/wp-content/uploads/2015/03/Lab-Manual-Metal-acetylacetonate-

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Complexes-web.pdf