Acetato de Cromo

Universidad Simón Bolívar  Departamento de Química Laboratorio de Química Inorgánica

ENLACES MÚLTIPLE MÚLTIPLE METAL METAL – METAL.  SÍNTESIS DEL ACETATO DE CROMO (II)  Edwin Ramos 05-38782 05-38782  José Tatá Tatá 06-40371 06-40371 Febrero 2012 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Se realizó la síntesis del acetato de cromo (II) uno de los compuestos representativos representativos de enlaces m!ltiples metal " metal a partir de dicromato de potasio este se redu#o de $r %& a $r '& l $r '& se *izo reaccionar con una solución saturada de acetato de sodio *asta obtener el acetato de cromo (II) ( II) obteni+ndose un porcenta#e de rendimiento de ,,- .osteriormente se llevo a cabo un ensa/o donde se pudo corroborar la reactividad del enlace m!ltiple del dímero de cromo a0adiendo /odo / observando su coordinación a los centros metálicos debido al cambio en el color de la solución

1. Intr ntroducc ducció ión n Los

átomos pueden 1ormar distintos enlaces covalentes l más simple es el enlace sencillo en el cual dos átomos se unen por medio de un  par de electrones n muc*os compuestos se 1ormar enlaces de orden ma/or enlaces m!ltiples es decir enlaces 1orma rmados cuando cuando dos dos átomo átomoss compa comparten rten dos o más pares de electrones Si dos átomos comparten dos pares de electrones el enlace covale covalente nte se denomi denomina na enlace enlace dobl doble e Un trip triple le enla enlace ce surg surgee cuando cuando dos dos átomo átomoss compa comparten rten tres pares de electrones sto son los tipos de enlaces covalentes clásicos 2ue se conocen generalmente pero en la 2uím 2uímic icaa org organome nometá táli lica ca se cono conoce cenn enla enlace cess de orde ordene ness ma/ores a los triples es decir  *asta enlaces cuádruples

n!"c cu#dru$! cu#dru$! es Un n!"c un tipo de enlace 2uímico entre dos átomos 2ue involucra 3 electrones ste enlace es una e4ten tensión de los tip tipos más 1amiliares de enlace doble / enlace triple Los Los enla enlace cess cuád cuádru rupl ples es estables son más comunes entre los los miem iembro bros medio edioss de los los elem lemento ntos de los los metale taless de transición debido a están basados en el solapamiento de orbitales d  como puede verse en la 1igura 5 / se supone 2ue sólo e4isten entre los los elem elemen ento toss de tran transi sici ción ón como6 el renio tungsteno molibdeno / cromo 7ípicamente los ligandos 2ue soportan estos enlaces cuádruples son donadores 8 / no aceptores 8

Figra 2. Estructura del acetato de cromo (II).

Figra 1. Solapamiento de los orbitales d.

Un e#emplo de un compuesto con esta característica de enlaces m!ltiples entre centros metálicos es el acetato de cromo es uno de los compuestos de coordinación más importantes de cromo II 9l ser un dímero es un e#emplo de comple#os de metales de transición 2ue implican enlaces m!ltiple metal " metal Uno de los prime imeros ros comp compue uest stos os de $r (II) (II) en ser  ser  descubiertos 1ue el $r '($:;$<<)=>':'< en 53== cu/a estructura se muestra en la 1igura ' ?ue catalogado muc*o tiempo como anómalo debido a su color ro#o / a 2ue es diamagn+ diamagn+tico tico mientras mientras 2ue los compue compuesto stoss mononu mononucle cleare aress de $r (II) son azules o violetas / 1uertemente paramagn+ticos paramagn+ticos

$omo se puede ver en la 1igura ' se trata de dos átomos de cromo en entornos octa octa+d +dri rico cos s con con n!me n!mero ro de coordinaci coordinación ón % 4isten 4isten cuatro cuatro grupo gruposs aceta acetato to actua actuando ndo como como ligandos ligandos bidentado bidentadoss en puente puente 2ue ocupan las posiciones ecuatoriales de los dos octaedros La 2uinta posición de coordi coordinac nación ión de cada cada octae octaedro dro está ocupada por una mol+cula de agua 2ue puede ser   despla desplaza zada da por otros otros ligand ligandos os La se4ta posición de coordi coordinac nación ión de cada cada octae octaedro dro corre corresp spon onde de al enla enlace ce meta metal@ l@ metal Las mol+culas son diamagn+ticas a pesar de tener = electrones desapareados (/a 2ue los los liga liganndos dos acetato tato son de campo d+bil / por lo tanto el comple#o comple#o es de alto espín) espín) l diamagnetismo se podría  #usti1icar suponiendo 2ue los = elec electr tron ones es de cada cada átom átomoo de crom romo se apare arean con los los = elec electr tron ones es del del otro otro átom átomoo de crom cromo o 1orm 1ormán ándo dose se un enla enlace ce cuádruple $r " $r

La distancia del enlace enlace $r " $r  es de '=% A es es bastante bastante corta lo 2ue indica claramente la e4is e4iste tenc ncia ia de una una inte intera racc cció iónn metal@metal l acetato de cromo *idratado es un sólido de color  ro#o ro#o lo 2ue 2ue cont contra rast staa con con el color azul de las sales simples Su color lor se deb debe al trá tránsit nsitoo C electrónico entre  /   l salto de ener energí gíaa es ase2 ase2ui uibl blee / se  puede alcanzar con agitación t+rm t+rmic icaa De *ec *ec*o algu alguno noss compuestos poseen  paramagnetismo dependiente de la temper temperatu atura ra más 1recu 1recuent entee cuand ando *a/ *a/ liga ligand ndos os en las las  posiciones a4iales a4iales ste ste comple comple#o #o se puede puede obtener de la siguiente mediante la reacción de una sal de cromo (II) / acetato de sodio lo 2ue orig origin inaa el prod produc ucto to 1ina 1inall en 1orma de un precipitado 9l ser  las sales de cromo (II) inestables 1rente a la o4idación por aire es neces necesari arioo prepar preparar ar in situ / en atmo atmos1 s1er eraa iner inerte te .ara .ara ello ello se  parte de una sal de cromo (I) mu/ mu/ esta establ ble e el dicr dicrom omat atoo de  potasio (E '$r '<,) utili utiliza zand ndoo como reductor el Fn metálico en medio ácido 9l ser el cinc un metal tal activ ctivoo se despre sprennde *idró idróge geno no 2ue garan rantiz tiza la atmós1 atmós1era era reduct reductora ora neces necesari ariaa  para conseguir el estado de o4idación deseado para el cromo $omo se puede ver esta síntesis se lleva a cabo mediante dos reacciones claves primero la redu reducc cció iónn del del crom romo(II o(III) I) a cromo (II) como pueden verse en la 1igura ; se sabe 2ue esta reacción se lleva a cabo a totalidad cuando se produce un cambi ambioo de colo olor de nara narann#a '@ '& ($r 'G, ) a azul ($r  )

Cr ' O ,

'−

+ = Zn + 5= H 

+

→

'+

'Cr 

+ = Zn

'+

+ , H ' O

Figra 3. Reacción de educción de cromo (III) a cromo (II).

.ara despu espu++s lle llevar var a cabo la reacción con el acetato de sodio para producir   1inalmente el acetato de cromo (II) como se indica en la 1igura = 'Cr  '

+

+

= AcO

−

+

OAc ) = ( H ' O) ' ' H ' O → Cr ' (OAc

Figra 4. Reacción Reacción del cromo (II) con acetato de sodio.

%. Scción E&$ri'nt"!. Se real realiz izóó un mont monta# a#ee e4perimental con un balón de ;  bocas en el 2ue se colocó una entrada de Hitrógeno un embudo de adición para atmo atmos1 s1er eraa iner inerte te / una una plac placaa  porosa en esmeril con una manguera limpia La manguera 1ue conectada a un burbu#eador  2ue se encontraba en un balón de dos bocas con un tapón De la salida del burbu#eador se conecto otra manguera 2ue va a un codo esmerilado en el cual se colocó un 1iltrante de dos llaves La llave de aba#o se conecto con un tapón tapón mono mono*or *orad adado ado a un itazato 2ue a su vez iba conectado a una trompa de vacío como se puede observar en la 1igura J Se pesó el 1iltrante de dos llaves con su tapón antes de empe empezzar ar lue luego se pesa esaron ron ('G,KGGG5) gramos de Dicromato de .otasio / (5GGGG5) gramos de de $inc 2ue 1ueron colocados en el balón de tres bocas #unto con un agitador  mag magn+ti n+tico co Se prep reparó aró una una

solución saturada de acetato de sodi sodioo *idr *idrat atad adoo ('J ('JG GGG GG5) 5) gramos en (5J5) mL de agua / se agregó en el balón de ' bocas 2ue posteriorme rmente sería colocado en un ba0o de *ielo n el emb embudo udo de adici dicióón se colo coloca caro ronn (;G (;G5) 5) mL de :$l :$l conce concentr ntrad adoo / (5J5 (5J5)) mL de agua agua des desti tila lada da Se ini inici cióó la adici ición del ácido sobre la mezcl mezclaa dicrom dicromato ato@$in @$incc gota gota a gota gota con con agita agitaci ción ón cons consta tante nte *asta 2ue la solución se tornara azul azul Se vertió vertió la soluci solución ón azul azul de $r(II) sobre la de acetato de sodio *asta 2ue esta se tornara ro#o ro#o lad ladrill rillo o l comp ompues uesto  precipitado se 1iltró / lavó con  porciones 1rías de JG ;G / 'G mL de agua etanol / +ter  dietíli dietílico co respec respectiv tivame amente nte para para eliminar los e4cesos de las sales generadas / 1inalmente se de#ó secar el 1iltrante *aciendo vacío con la trompa para  posteriormente pesar el con#unto  producto más 1iltrante de dos llaves con tapón / determinar el rendimiento de la reacción

Figra 5. Reacción Reacción del cromo (II) con acetato de sodio.

. Ru!t"do * Dicuion. N"%Cr%O+.,%O (Inici"!) Act"to d cro'o(II)

'G,KGGG5 g 'G5=GGG5 g

(&$ri'nt"!)

Act"to d cro'o(II)

'%'=GGG5 g

(Torico)

 d Rndi'into

,,-

Tab!a 1. Resultados experimentales y porcentae de rendimiento de la s!ntesis del acetato de cromo (II).