PREPARACIÓN Y ANÁLISIS DEL COMPLEJO CLORURO DE PENTAAMINCLOROCOBALTO (III) Gutiérrez, Karol1, Vernon Francheska1, Ramos Roger 1, Arjona Esteban1 1Escuela
de Química, Facultad de Ciencias Naturales y Exactas, Universidad Autónoma de Chiriquí
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Resumen En esta experiencia se tuvo como objetivo la preparación del complejo Cloruro de Pentaaminclorocobalto (III), a partir del cloruro de cobalto hexahidratado con amonio, se utilizó este cobalto ya que posee una alta afinidad por los ligandos donde el nitrógeno sea capaz de compartir un par de electrones y se utilizó peróxido de hidrógeno con el fin de oxidar el cobalto (II) a cobalto (III) y poder llevar a cabo la síntesis del complejo. Posteriormente la caracterización del complejo se llevó a cabo mediante métodos cualitativos, el primero fue la precipitación con AgNO3 para determinar los iones Cl -, segundo la presencia de amoniaco por el olor al igual por el pH básico con el papel indicador universal de cual fue 6 y por ultimo KSCN en acetona que nos indicó el ion CO+2 que no estuvo presente en el complejo debido a que no dio la coloración azul. El porcentaje de rendimiento rendimien to obtenido en la síntesis del complejo fue de 98.69%. Logrando así obtener la síntesis del complejo y poder determinar las propiedades del mismo.
Palabras claves: Síntesis, ion complejo, ligandos, pruebas cualitativas, compuesto de coordinación
Objetivo Observar las propiedades de algunos compuestos complejos Sintetizar un compuesto complejo de cobalto Determinar las propiedades del complejo utilizando diferentes técnicas.
Marco teórico De acuerdo Brown & Eugene, (2009). Los
compuestos de coordinación son compuestos de metales con moléculas o grupos aniónicos, llamados ligantes. Los metales más comunes en estos compuestos son los de transición, Fe, Cu, Ni, Pt, etc. Y los ligantes se caracterizan por poseer átomos con pares de electrones libres, tales como H2O, NH3, CN -, CO, Cl-, etilendiamina y muchos más. Al número de ligados unidos al catión metálico se le denomina índice de coordinación. Los ligandos de un complejo pueden clasificarse según la manera cómo están coordinados al átomo central del metal. Un ligando monodentado es aquel que está unido al
metal en un enlace de un sólo átomo, los ligandos polidentados, bidentados y tridentados, etc., son aquellos que pueden unirse al metal por enlaces de dos o más átomos donantes. El cobalto es un elemento de transición cuyos estados de oxidación estables son Co (II) y Co (III). Posee orbitales d, según la teoría del campo de cristal la ligandos influencia sobre del campo electrostático de los estos orbitales. Esta teoría permite explicar la existencia de complejos de alto y bajo espín.
Materiales y reactivos Tabla1. Materiales . Descripción Goteros Probeta Vasos químicos Policial Matraz Volumétrico Espátula
Capacidad
cantidad
1 mL 100-10 mL 100-250 mL
4 2 4
100 mL
2 1
-
1
República de Panamá, Chiriquí, David, Universidad Autónoma de Chiriquí, 25 de abril, del 2018 Experiencia 4. Preparación y análisis del complejo cloruro de pentaaminclorocobalto (III) Curso Química Inorgánica (QM 344)
Balanza Plancha Embudo buchner Papel filtro
0 200 g –
-
1 1 1 1
Tabla2.Reactivos. Reactivos Cloruro de cobalto hexahidratado (CoCl26H2O) Cloruro de amonio (NH4Cl) Amoníaco (NH3) Peróxido de hidrógeno (H2O2) Acetona (CH3CH3) Ácido clorhídrico (HCl) Nitrato de plata 3) (AgNO Tiocianato de potasio (KSCN)
Cantidad Conc. [ ] 8g
Puro
25 g
Puro
25 mL 10 mL
Conc. 30 %
30 mL 100 mL
Conc. 3M
5 gotas
Conc.
5 gotas
Conc.
Tabla 3. Datos de preparación y obtención del complejo [Co (NH3)5Cl]Cl2+. Descripción Peso de CoCl26H2O Peso molecular CoCl26H2O Peso de NH4Cl
Resultados 8.01 g 237.9 g/mol 25.02 g
Peso NH4Cl Peso molecular del papel filtro Papel filtro + muestra Muestra CoCl26H2O Reactivo limitante Reactivo en exceso Gramos teóricos CoCl26H2O Porcentaje de rendimiento
53.5 g/mol 1.85 g 10.12 g 8.27 g 0.0292 mol CoCl2.6H2O 0.4677 mol NH4Cl 8.38 g 98.69 %
Reacciones
2(CoCl2.6 H2O) + 2NH4Cl + 8NH3 + H2O2 2[Co (NH3)5Cl]Cl2+ + 14 H2O
→
Fase Experimental
Figura1. Complejo [Co(NH 3 )5 Cl]Cl Cl]Cl 2 2
Cálculos Reactivo Limitante
CoCl.6HO ) = 237.9 CoCl.6HO
8.01 g CoCl2.6H2O (
0.0292 mol CoCl2.6H2O
NHCl ) = 0.4677 mol NH Cl 4 53.5 NHCl
12.5g NH4Cl (
NH4Cl CoCl2.6H2O
0.0292mol CoCl2.6H2O (
)=
0.0292 moles NH4Cl
Resultados A. Preparación y obtención del complejo [Co (NH3)5Cl]Cl2+.
Reactivo Limitante: CoCl2.6H2O
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Reactivo en Exceso: NH4Cl y NH3, asumimos que como está concentrado el amoniaco se encuentra en exceso.
G ram ramos os teóric teóricos os del compl complejo ejo [Co(NH3)5Cl]Cl2
249 [Co(NH)Cl]C ) = 237.9 CoCl.6HO
8.01 g CoCl2.6H2O (
8.38 g [Co(NH3)5Cl]Cl2
Porcentaje de Rendimiento gramos experimental Porcentaje de rendimiento= gramos teóricos ∗100 8.27 g 1000 = . % = 8.38 g ∗ 10
B. Pruebas cualitativas para el complejo complejo + [Co (NH3)5Cl]Cl2 . Tabla4. Pruebas cualitativas. Prueba AgNO3
Reacción AgNO3+[Co(NH3)5Cl]Cl2 AgCl (ppdo)
pH Olor
-----
KSCN en acetona
----
Observación Precipitado rosado determinación de los iones Cl- 6 Presencia del amoníaco Indica el ion CO+2 que no estuvo presente en el complejo.
previamente 25g de NH4Cl cuyo propósito es lograr una disolución tampón para controlar el pH del medio ya que la concentración del ligando y del complejo dependen del pH Luego a la disolución resultante se le añaden lentamente 10 mL de H2O2 para favorecer la oxidación de Co(II) a Co(III), luego 50 mL de HCl para lograr la neutralización además el aumento de iones cloro en el medio propicia la formación de complejo, observando la formación de un compuesto púrpura. Además, el HCl elimina fácilmente fácilmente la molécula de agua presente en el intermediario ya que las moléculas de agua normalmente ocupan los sitios de coordinación abiertos. El agua, sin embargo, no es un ligando particularmente fuerte, y la adición de compuestos tales como Clconduce a la sustitución de estas moléculas de agua coordinadas. Esta solución se calienta en baño maría a 60°C durante 25 minutos para acelerar la cinética de la reacción. Para corroborar la obtención del complejo se realizaron pruebas cualitativas para identificar iones cloro y cobalto, diluyendo una pizca del complejo en 10 gotas de agua obteniéndose una disolución color rosa. En la prueba con el nitrato de plata, se adicionaron gotas del mismo a la dilución del complejo observándose la formación de un precipitado rosado lo que comprueba la presencia del Cloro en forma de cloruro de plata l.
Conclusiones Las sales cobaltosas, en disolución acuosa y en presencia de amoniaco y de cloruro amónico, se oxidan fácilmente por efecto del H2O2, pasando el cobalto (II) a cobalto (III). Concluimos que es importante el pH del medio ya que la formación del complejo y del ligando dependen de este. Comprobamos que para la identificación del Complejo se puede identificar los iones cloro por precipitación con AgNO3.
Figura2. Prueba cualitativa con AgNO 3 en la formación del complejo.
Discusión Durante la preparación del complejo cloruro de pentamincloro cobalto (III). Se diluyó 8.01g de CoCl2.6H2O en agua destilada posteriormente se le adicionó de NH 3 concentrado, donde se 25 hamL disuelto
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Se demostró que los compuestos de coordinación del cobalto (III) son ideales para el trabajo de la química inorgánica debido a la naturaleza inerte del ion d 6, y a que se someten a las reacciones de intercambio de ligandos muy lentamente comparado con otros metales de transición.
R/. Se pueden formar 2 complejos: [Co(NH3)3Cl]Cl2 [Co(NH3)3]Cl3 [Co(NH3)6]Cl3 [Co(NH3)4 Cl2]Cl
Referencias bibliográficas
Brown, T. L y Eugene L. (2009). Química de la Ciencia Central . México: Pearson Educación. Johnson, R. (1980). Química de los compuestos de coordinación. Barcelona: Editorial Reverté. Página 111. Preparation Of Cobalt Complexes (s.f.). Resuperado el 25 de abril de 2017 de: http://www2.uncp.edu/home/mcclurem/co urses/chm226/Cobalt_Complexes.pdf (2 009). Preparación de Moreno, R. (2009). compuestos de Coordinación. Madrid: Editorial Pearson Education.
Bjerrum, J.; McReynolds, J. P. (1946). Sintesis inorg. Disponible en: http://www2.uncp.edu/home/mcclurem/co urses/chm226/Cobalt_Complexes.pdf Coordination Complexes and Ligands. Disponible en: (fec ha de consulta Marzo/29/2014)
Complejos de cobalto. Disponible en: f> (fecha de consulta consulta Marzo/30/2014)
Anexos 1. ¿ Para qué s e us a el H 2O 2? R/. Como agente Oxidante del Co (II) a Co (III).
2. ¿ C uántos c ompues tos di difer ferentes entes c on fórmula fór mula molecular [C o(N H 3 )) 3C l 33 ]? ]? República de Panamá, Chiriquí, David, Universidad Autónoma de Chiriquí, 25 de abril, del 2018 Experiencia 4. Preparación y análisis del complejo cloruro de pentaaminclorocobalto (III) Curso Química Inorgánica (QM 344)
