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UNIVERSIDAD DEL QUINDÍO FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS Y TECNOLOGÍAS PROGRAMA DE QUÍMICA PREPARACIÓN DE OXALATOS DE HIERRO Maria Fernanda López Ortiz, Cód.:1113308571,
[email protected] Paula Maria Escobar Pereira, Cód.: 1094968607,
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PREPARACION DE OXALATOS DE HIERRO Los oxalatos se tratan de sustancias habitualmente reductoras y tóxicas; son tóxicas debido a que en presencia de iones de calcio forman el oxalato de calcio, CaC 2O4, una sal muy poco soluble. De esta manera, por una parte se elimina el calcio como elemento esencial del organismo, y por otra parte si cristaliza formando un cálculo puede obstaculizar los conductos renales [1]
1. PREPARACIÓN DE OXALATO DE HIERRO (II) ∙ 7 () + () → () ↓ + ()+7 () Para la preparación de oxalato de hierro (II) se usaron ∙ 7 y y se obtuvo un compuesto de color amarillo pálido soluble en acido. -
Para que la reacción se lleve a cabo se adiciona acido oxálico a la solución, los iones OH presentes desprotonan el mediante una reacción acido-base, dejando libre el ion − , el cual actúa como agente coordinante en la reacción de sustitución que se lleva a cabo. [2]
1.2.Análisis Espectroscópico 1.2.1. Espectro UV-VIS
I lust lustrr ación 1 1.. Espectro Uv-Vis Oxalato de Hierro (II)
UNIVERSIDAD DEL QUINDÍO FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS Y TECNOLOGÍAS PROGRAMA DE QUÍMICA T abla abla 1. Datos Uv-Vis
Longitudes de Onda (nm) 657
Absorbancia
584
0,53934
0,50482
Uno de los métodos utilizados para el análisis de las estructuras de los diferentes complejos metálicos, es la espectroscopia de absorción. Estos métodos espectroscópicos de absorción hacen uso de la absorción de radiación electromagnética que exhibe una molécula o un material a una frecuencia característica correspondiente a la energía de transición existente entre diferentes niveles de energía vibracional o electrónico. [3] Se realizó el análisis al complejo obtenido y se pudo observar la presencia de dos bandas: 657 nm y 584 nm las cuales corresponden a transiciones de transferencia de carga del ligando al metal. Este tipo de bandas se presentan debido a que los electrones no compartidos presentes en los2+oxígenos del ligando realizan transiciones hacia los orbitales desocupados que posee el Fe . [4] Este complejo puede presentar una transición: 2 ← 2 , en la cual , corresponde a su configuración fundamental, mientras que es su configuración excitada. [5]
1.2.2. Espectro Infrarrojo
I lust lustrr ación 2 2.. Espectro Infrarrojo Teórico Oxalato de Hierro (II). Tomado de Spectra Base
UNIVERSIDAD DEL QUINDÍO FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS Y TECNOLOGÍAS PROGRAMA DE QUÍMICA La banda que se presenta alrededor de 3450 cm-1 se puede atribuir al grupo OH correspondiente a la hidratación que presenta el complejo. Las bandas que se observan en, aproximadamente, 1600 cm -1 y 1350 cm-1 se asignan a la tensión del grupo -C=O del carboxílico. Mientras que la banda presente en 800 cm-1 se puede asignar a la flexión del grupo carbonilo.
() =
0,5 ∙ 7 ( )) ∗
1 ∙ 7() ) 333,8596 ∙ 7()
∗
1 () 1 ∙ 7 ()
= , ∗ − ()
()
1,49 1,4976 76 ∗ 10− () ∗
%.=
143,8640 = 0,215 0,21545 45 1
0,170 0,21545
∗ 100 = 78,90%
2. PREPARACION DE OXALATO DE HIERRO (III) Para preparar el [() ] ∗ 3 se utilizó un método basado en una reacción de sustitución en medio acuoso. Este método consiste en hacer reaccionar el ligando directamente con una solución acuosa de una sal del metal. En este caso podemos partir de una sal de Fe (III) o de una solución acuosa de Fe (III) obtenida por la oxidación de una salde Fe (II). Simultáneamente a la oxidación se producirá la sustitución por el ligando. En nuestro caso, la sal de partida fue ( ) ( ) ∗ 6 (sal de Mohr).En una primera etapa, se lo hará reaccionar con ácido oxálico para formar oxalato de hierro (II), insoluble
( )( ) + → + ( ) + En el medio de reacción se agregó algo de ácido sulfúrico, para evitar que el Fe (II) se hidrolice, y se forme el hidróxido en lugar del oxalato de Fe (II). La sal de Mohr es un producto de partida muy utilizado para preparar p reparar otras sales de hierro, y por p or ello es común disponer de esta salen los laboratorios. Para nuestro caso específico, los iones amonio y sulfato presentes en la sal de Mohr pueden interferir con la formación del complejo final. Por eso esta primera etapa de la preparación tiene como finalidad obtener el FeC 2O4, libre
UNIVERSIDAD DEL QUINDÍO FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS Y TECNOLOGÍAS PROGRAMA DE QUÍMICA de los iones mencionados. En una segunda etapa, se produce la reacción principal de formación del complejo, utilizando ahora el preparado en el paso anterior, como sal de partida
2 + 3 + + → 2[() ] + 3 En esta parte de la reacción se debe tener en cuenta que el oxidante, necesario para transformar el Fe (II) en Fe (III), es el peróxido de hidrógeno, además el ligando es el anión oxalato; el ácido oxálico no puede actuar como ligando, porque los protones están bloqueando las posiciones que podría tomar el Fe (III) para formar el complejo. De acuerdo con esto, no sería conveniente para la obtención del [() ]− tener como reactivo al ácido oxálico. Pero si sólo utilizáramos oxalato de potasio, el pH de la solución sería básico, y precipitaría el hidróxido de Fe (III), en lugar de formarse el complejo deseado.
2.2.Análisis Espectroscópico
2.2.1. Espectro UV-VIS
Oxalato de Hierro Hierro (III) I lust lustrr ación 3. Espectro Uv-Vis Oxalato Se analizó el complejo por espectroscopia de ultravioleta-visible (UV-visible) utilizando como muestra de referencia el agua. En el espectro se observó dos bandas de absorción de 665 nm y 960 nm correspondientes a transiciones de transferencia de carga del ligando al metal (LMCT), lo que explica la intensidad de las dos bandas. Estas bandas de transferencia de carga se produce por las transiciones de los pares de electrones no compartidos de los átomos de oxigeno del ligando oxalato, hacia los orbitales vacíos de baja energía energ ía del hierro Fe2+.
2.2.2. Espectro Infrarrojo
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I lust lustrr ación 4. Espectro Infrarrojo Teórico Oxalato de Hierro (III) T ab abla la 2. Bandas Espectro Infrarrojo Oxalato de Hierro (III)
Bandas Bandas Vibración asimétrica (C=O) Vibración asimétrica (C=O) Vibración simétrica (C-O) + (C -C) Vibración simétrica (C - O) + (O-C=O) Vibración
Frecuencias cm-1 K 3 [Fe(C2O4)3]*3H2O 1715,75
1682,96
1388,80 1265,35 ; 891,15 781,20
(O-C=O) + (Fe - O) Vibración (Fe-O) + (C -C)
533,34
UNIVERSIDAD DEL QUINDÍO FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS Y TECNOLOGÍAS PROGRAMA DE QUÍMICA . =
1 ( ) ( ) . 6 0,7 ( ) ( ) . 6 ∗ 392,13 ( )( ) . 6 ∗
1 ( ((( ) ) ∗ 3 1 ( )() . 6
= 1,7851 ∗ 10− ( ((( ) ) ∗ 3
((( ) ) ∗ (
1,78 ,7851 ∗ 10− (( ) ) ∗ 3 ∗
491,2427 (( ) ) ∗ 3 1 ( ((( )) ∗ 3
= 0,876 0,8769 9 (( ) ) ∗ 3
% % . . =
0,65 0,8769
∗ 100 = 74,12%
3. CONCLUSIONES Para preparar complejos de Fe3+, es más conveniente partir de soluciones acuosas de
2+
3+
Fe , y oxidarlas a Fe , puesto que este último es fotosensible y se reduce a Fe2+ con la luz.
El medio acido es necesario para garantizar el correcto desarrollo de la síntesis ya
que impide la oxidación precoz del metal.
Los métodos empleados para la síntesis del K 3[Fe(C2O4)3]*3H2O y del FeC2O4
fueron efectivos como lo demuestran los valores obtenidos en el porcentaje rendimiento ( 74,12% y 78,90%, respectivamente)
Los métodos espectroscópicos empleados fueron de gran utilidad para el análisis de
la estructura del complejo.
UNIVERSIDAD DEL QUINDÍO FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS Y TECNOLOGÍAS PROGRAMA DE QUÍMICA BIBLIOGRAFIA [1]. Análisis Químico Cuantitativo. I.M. Kolthoff, E.B. Sandell, E.J. Meshan, Stanley Bruckenstein. Librería y Editorial Nigar S.R.L. 4ª Edición. Buenos Aires. ISBN 84-7359042-2.
[2]. CASTRO, N.a; DOMINGUEZ, I.b; FIGUEROA, V c. Síntesis Y Utilización De Métodos Espectroscópicos Para El Análisis De Tris Oxalato Ferrato (III) De Potasio. Universidad del Valle, Colombia.
[3]. SHRIVER, D. F. and ATKINGS, p. Química Inorgánica. 4ed. Barcelona: McGrawHill, 2008.
[4].ESPECTROSCOPIA
ELECTRONICA. Tomado https://www.tdx.cat/bitstream/handle/10803/3125/ac09de14.pdf?sequence=9
de:
[5].Espectroscopias
de:
Electronicas.
Tomado
http://www3.uah.es/edejesus/resumenes/DECI/tema_3.pdf Espectro Infrarrojo Oxalato de Hierro https://spectrabase.com/spectrum/IZp8rxKQ6D7. https://spectrabase.com/spectrum/I Zp8rxKQ6D7. Bio-Rad Laboratories, Inc
(II).
