Autores: Omar Delgadillo González
M. en C. Imelda Velázquez Montes
Experimento 10: “Estabilidad de los compuestos de coordinación de Ni”
Universidad Nacional Autónoma de México
Facultad De Química
Laboratorio de Química Inorgánica I Grupo: 8
Martes 12 de abril de 2011
Experimento 10: “Estabilidad de los compuestos de coordinación de Ni”
Introducción: En las reacciones ácido-base de Lewis, una base puede disponer de un par electrónico para compartir, y un ácido acepta por compartición un par electrónico, para formar un enlace covalente coordinado. La mayoría de los iones de metales de transición tienen orbitales (d), vacantes en los que pueden aceptar por compartición pares electrónicos. Muchos actúan como ácidos de Lewis formando enlaces covalentes coordinados en los compuestos de coordinación (complejos de coordinación o iones complejos). Los compuestos de metales de transición a menudo son coloreados, mientras que los de los metales de grupos A habitualmente son incoloros. Los colores de los compuestos dependen de qué ligandos estén presentes. El Níquel (Ni), es un metal de transición color blanco plateado, buen conductor de la electricidad y el calor. Dos propiedades mecánicas muy significativas de este elemento, son su elevada ductibilidad y maleabilidad, pudiendo laminarse, pulirse y forjarse fácilmente, además de presentar cierto ferromagnetismo. Es una sustancia resistente a la corrosión alcalina, y se disuelve lentamente en ácidos diluidos liberando hidrógeno. Su estado de oxidación más habitual es +2, pero puede presentar otros (0,+1, y +3), formando parte de compuestos de coordinación ò complejos, aunque son muy poco habituales. La mayoría de los compuestos del níquel son verdes ò azules por la hidratación ò unión de otros ligandos al metal.
Compuesto de coordinación Un compuesto de coordinación consiste en un ion complejo y un contraion. La mayor parte de los metales que ha en los compuestos de coordinación son metales de transición. Las moléculas o iones que rodean al metal de un ion complejo se denominan ligantes. El átomo de un ligando unido de manera directa al átomo del metal “central” se llama donador y el número de átomos donadores que rodean al átomo del metal “central” en un ion complejo se define como de coordinación. Los iones complejos pueden ser catiònicos, aniònicos o neutros, según l a carga resultante de la especie.
FORMULACIÓN Y NOMENCLATURA DE COMPUESTOS DE COORDINACIÓN REGLAS DE NOMENCLATURA: o
Se nombra el anión y luego el catión (si los hay). Si solo es un catión
complejo, se nombra catión o ión. Para los complejos aniónicos, no es necesario. o
Se relacionan los ligandos por orden alfabético, sin tener en cuenta
su numeral. o
Se indica el número de ligandos con prefijos numerales
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a.
I. II.
del tipo di, tri, tetra, penta, etc., para: ligandos monoatómicos. Ej.: cloro (Cl-). ligandos poliatómicos con nombres cortos. Ej.: nitro (NO2-), ciano
(CN-).
III.
ligandos neutros con nombres especiales. Ej.: Ammin, ammino (NH3), acuo (H2O), carbonil (CO). b.
I.
Del tipo bis, tris, tetrakis, pentakis, etc., para: ligandos cuyo nombre contenga un numeral, di, tri, etc. Ej.:
etilenodiamina (H2N-CH2-CH2-NH2).
II. III.
ligandos neutros sin nombres especiales. Ej.: acetonitrilo (CH3CN). ligandos iónicos con nombres largos. Ej.: isotiocianato (NCS-),
oxalato (C2O42-). o
Se nombra el metal.
o
Si se trata de un anión complejo, se le añade el sufijo –ato al nombre
del metal. o
Se indica el estado de oxidación del metal. Si se escribe el nombre,
el estado de oxidación se indica en números romanos, entre paréntesis.
REGLAS DE FORMULACIÓN: o
Los complejos se escriben entre corchetes.
o
Primero el catión y luego el anión (si los hay).
o
Se indica primero el símbolo del metal.
o
Se indican los ligandos iónicos, en orden alfabético del nombre del
átomo directamente unido al metal. o
Se indican los ligandos neutros, con la misma regla.
o
Filtración a Vacío
Objetivo Determinar la estabilidad de los compuestos de coordinación de Ni por medio de la adición de ligantes (NH4OH, etilandiamina, diametilglioxina, KCN), a través del volumen de H2SO4 gastado.
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Hipótesis La estabilidad aumentara del tubo 1 al tubo 8; es decir el cianuro de potasio será el ligante más estable: KCN>DMG>EN>NH4OH
1) SO42- + [Ni(H2O)6]2+ + NH4OH
[Ni(NH3)6]2+ + 6H2O + SO42-
2) SO42- + [Ni(H2O)6]2+ + EN [Ni(H2O)4 (EN)]2+ + 2H2O + SO423) SO42- + [Ni(H2O)6]2+ + 2EN [Ni(H2O)2 (EN)2]2+ + H2O + SO424) SO42- + [Ni(H2O)6]2+ + 3EN Ni(EN)32+ + 6H2O + SO425) [Ni(H2O)6]2+ + SO42- + NH4OH [Ni(H2O)4 (NH3)2]2+ + H2O + SO426) SO42- + [Ni(H2O)6]2+ + 2DMG [Ni(DMG) 2 ]2+ + 6H2O + 2H+ 7) SO42- + [Ni(H2O)6]2+ + 4CN-
Ni(CN)4 2+ + 6H2O
Planeación Semi-micro: Tubos de ensaye
Material o
8 tubos de ensaye
o
Gradilla metálica
o
6 goteros con los correspondientes reactivos(ligantes)
Variables independientes o
Cantidad de reactivo agregado (volumen mL )
o
Ligantes (NH4OH, etilandiamina, diametilglioxina, KCN)
Variables dependientes Estabilidad de los compuestos
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Constantes o
Presión atmosférica / temperatura ambiental / [Ni(H2O)6]2+
Procedimiento
Resultados Tubo
Ligante
Cantidad de [Ni(H2O)6]2+
Color resultante
Cantidad de H2so4 utilizado para revertir la reacción
1
2 gotas de NH4OH
0.5 mL
Azul
2 gotas
2
Suficiente NH4OH
0.5 mL
Purpura
10 gotas
3
2 gotas de En
0.5 mL
Azul cielo
2 gotas
4
Suficiente En
0.5 mL
Lila
5 gotas
5
2 gotas de DMG
0.5 mL
Rosa pastel
12 gotas
6
Suficiente
0.5 mL
Rosa fuerte
20 gotas
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DMG 7
2 gotas de CN-
0.5 mL
Verde pistache
---------------
8
Suficiente CN-
0.5 mL
Verde-amarillo
----------------
Análisis de resultados o
o
o
o
Se comprobó que el NH4OH es el ligante menos estable utilizado durante el experimento ya que se utilizo una mínima cantidad de H 2SO4 para regresar loa reacción a su estado inicial.
Además se observó que el de forma contraria al punto anterior el cianuro es un complejo de mayor estabilidad por lo que puede ser arriesgado llevar a cabo la reacción reversible correspondiente ya que libera gases nocivos para la salud.
De acuerdo con el artículo leído previamente se comprobó que es cierto que la etilendiamina y la dimetilglioxina forman complejos con estabilidad y color diferente.
Se aprendió que las sustancias utilizadas durante el experimento deben manejarse cuidadosamente ya que algunas como el cianuro son consideradas venenosas y nocivas tanto para nosotros como para el medio ambiente.
Conclusión Tras realizar el experimento se observó que la mayoría de los compuestos del níquel son verdes ò azules por la hidratación ò unión de otros ligandos al metal. Además aprendimos que el cianuro es el ligante más estable; es decir, los complejos formados tras la adición de cianuro presentan mayor estabilidad por lo cual no es adecuado realizar la reacción reversible ya que se desprenden gases tóxicos. También es posible observar que conforme existe un mayor gasto de H 2SO4 para regresar cada tubo a su estado inicial indica una mayor estabilidad en el complejo formado comprobando y confirmando así nuestra hipótesis, la cual predecía que la estabilidad aumentaría a medida que cambiáramos de ligante empezando con NH4OH y terminando con KCN: KCN>DMG>EN>NH4OH Gracias a lo cual se puede afirmar que es posible predecir la estabilidad de compuestos de cualquier elemento de la tabla periódica, siempre y cuando conozcamos sus propiedades físicas, químicas y toxicas así como poder proponer y
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realizar métodos alternos con base en artículos que nos permitan conocer màs a fondo la naturaleza de los elementos presentes en nuestro experimento.
Bibliografía o
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Chang, Raymond. Química. Mc Graw-Hill. Novena Edición 2007. Pp. 940-949. “Importancia de los compuestos de coordinación”. Disponible www.todociencia.com/quimica/htm. Consultado 17 abril 20011 5:40 pm
en
“compuestos de coordinación”. Disponible en www.cespro.com/materias/matcontenidos. Consultado 18 abril 2011 11:00pm Brown L. Theodore, Química: La ciencia central, novena edición, Pearson Education, México 2004. PP. 239-243.
