Universidad Nacional Autónoma de México Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán Laboratorio de Qumica de Coordinación !ractica "# Medición Experimental del $%&' !ro(esores
)nte*rantes del e'uipo+ E'uipo+ 3 Fec,a: 02-Abil-2016
-./E0)1Se comprob comprobará ará experim experimenta entalmen lmente te que las disoluci disolucione ones s propuest propuestas as para para esta esta práctica cumplan con la serie espectroquímica.
2)!30ES)S Si se mide el espectro electromagntico !absorbancia" de di#erentes compuestos nos permitirá calcular el $alor 10%q. &or lo tanto nos indicará la posici'n en que se encuentran las disoluciones en la serie espectroquímica.
)N04-&UC)3N (n química de coordinaci'n cuando )ablamos de 10%q nos re#erimos a la distancia que existe entre los orbitales t 2g * eg * este nos podrá indicar las tendencias de desdoblamiento * su interacci'n con los metales * di#erentes ligantes. (ste $alor se puede obtener mediante la #'rmula (+
, la cual se utiliara una
$e obtenido el $alor de mediante el uso del espectro#ot'metro. /os #actores que modi#ican este $alor son: (l nmero de oxidaci'n del metal, la naturalea del ion metálico, nmero * geometría de ligantes así como su naturalea * la serie espectroquímica. /a serie espectroquímica representa el orden de los ligantes de acuerdo con su capacidad para desdoblar los orbitales moleculares d (l espectro de adiaci'n (lectromagntica es el rango de todas las radiaciones posibles !distribuci'n de energía en un conunto de ondas". odas las radiaciones electromagnticas se transmiten a la $elocidad de la lu. 4ientras más corta sea la longitud de onda, más alta es la #recuencia * mientras la onda sea más larga la #recuencia será baa. (l rango del espectro electro magntico $isible para el oo )umano $a es de la longitud de onda de 500 nm -00 nm, tambin conocido como 7el espectro 'ptico de la lu8. 9n #en'meno 'ptico más cotidiano * con el cual podríamos relacionar este concepto, es el arcoíris que produce la aparici'n de un espectro de lu continuo en el cielo cuando los ra*os del sol atra$iesan pequeas partículas de )umedad contenidas en la atm's#era. Siendo el orden de los colores: roo, narana, amarillo, $erde, aul, * $ioleta.
ME0-&-L-5)A
&)S-LUC)-NES ;? ;=idr'xido de Sodio 3 4
MA0E4)AL 1 @radilla 11 ubos de ensa*e 1 &ipeta $olumtrica de 2m/. 1 &iseta con agua destilada 2 eladas para espectro#ot'metro 11 &ipetas $olumtricas de 2m/.
!4-CE&)M)EN0- E6!E4)MEN0AL BCBB<
&ara la preparaci'n del ion metálico se pesaron 0.26>3g de rl 3 los cuales se lle$aron a un a#oro de 10 m/
olocar * ordenar !etiquetar" una serie de tubos de ensa*o en una gradilla * $erter 1m/ de las disoluciones .14 de rl 3
9n tubo de ensa*e 718 se guarda como testigo, a los tubos restantes aadir 1m/. de las siguientes disoluciones.
ubo 2" " (tilendiamina !en" al 2>? ubo 6" =idr'xido de Sodio 34
Agitar cada tubo para meclar su contenido
4edir el espectro electr'nico !absorbancia" de 500-D00 nm para cada disoluci'n.
/os residuos contenidos de Si se obtienen $alores de absorbanciatodos E0.6.los tubos * de celdas de onsultar al ro#esor. absorci'n se depositan en los etiquetados por su Cálculos para la preparación#rascos de CrCl 7829- : ;en< al 9=>+ tratamiento. .1 4 266.5>g 100 g + 0.26>3g CrCl7829$% mL 1/
1000 m/
1/
1 mol
100.5 g
> m/ !en": Agregar 1.2> m/. en una probeta * posteriormente 5.5> m/ de agua destilada.
0abla $# 4esultados *enerales por *rupo ME0AL Cu
-6ALA0-
N2"-2
Aul claro &recipitado aul re* ------
Aul oscuro >D1 nm
-2? Aul claro lec)oso 6>2 nm
$% nm8 Ni Cr Co
en Aul re* precipitado blanco -------
!@ Aul oscuro 623 nm
$% nm8
Ferde Aul 60 nm
Aul claro >D0 nm
4orado 520 nm
Aul opaco precipitado ---- % nm8 osa mexicano Ferde >30 nm esmeralda ----
Ferde lim'n
B9%nm8
Fioleta >50 nm
Aul cielo 630 nm
Ferde precipitado ---- B9% nm8 4el'n 5>0 nm
4orado opaco precipitado ----- "9% nm8 4arr'n 500 nm
Aul $erdoso precipitado ---- % nm8 Carana >00 nm
B9% nm8 ;&ara las lecturas de D nm en los tubos con precipitado nos basamos en la #igura 11.1 longitud de onda !nm" pp. 50 Guímica de oordinaci'n, Hoan ibas @ispert, Iarcelona, ao 2000 (ditorial
Absorbancia vs Longitud de onda (nm) 1.2 1 0.8 Absorbancia
0.6 0.4 0.2 0 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 Longitud de onda (nm)
/as lecturas de D nm #ueron gra#icadas para determinar el punto máximo de absorbancia del compleo #ormado entre r * 0 0.0J2
360 30 3D0 3J0 500 510
0.12J 0.23D 0.53 0.651 0.D3> 0.J6
"9%
$#%9$
530 550 5>0 560 50 5D0 5J0
0.J63 0.D2 0.612 0.51 0.2J3 0.232 0.216 &ara la determinaci'n del 10 %q se utili' la #ormula (+
(n donde )+onstante de &lanK !6.62> x10 -35 H " c+Felocidad de la lu !3x 10 D m" λ = /ongitud de onda !m" (+
0.23J Lcal+
Lcal 1H
Lcal x
1LH +
LcalMmol
&ara el caso de u con
Meta u #i r
!"aato #$3 !$% &' en LcalMmol LcalMmol LcalMmol LcalMmol LcalMmol 4.683*% 4.2345*% 4.38+31*% 4.5153*% 4.683*% 1+ 1+ 1+ 1+ 1+ 4.2644*% 4.314*% 3.+25*% 4.54052*% 5.2+2+*% 1+ 1+ 1+ 1+ 1+ 6.81000*% 4.20665*% 3.+25*% 4.20665*% 6.810++*%
o
1+ 5.3+22*% 1+
1+ 3.+25*% 1+
1+ 6.356+2*% 1+
1+ 5.+2105*% 1+
1+ +.15131*% 1+
omparando los resultados experimentales de otros equipos esto #ue lo que se obser$' la $ariaci'n de color de los iones metálicos en interacci'n con di#erentes ligantes.
anto en los resultados experimentales * en las lecturas registradas de longitud de onda se puede notar cierta tendencia similar con respecto al mismo ligante utiliado con otros iones metálicos. &or eemplo el u en relaci'n con los ligantes utiliados presenta longitudes de onda de un rango de >J0-620 esto quiere decir que absorbe colores amarillo * narana para obtener di#erentes tonalidades de aul. Bncluso, el ion metálico Ci en relaci'n con los mismo ligantes la tendencia de longitud de onda son de $alores similares a los resultados de u. (sto se debe a que el orden de la banda de absorci'n de la lu $isible !en este caso absorbe roo * el color obser$ado son tonalidades $erdes" son colores consecuti$os. &or lo tanto los ligandos presentaran un campo * energía similar. Al obtener los resultados cualitati$os * resultados de longitud de onda de los iones metálicos de r * o
(l parámetro 10%q $aría segn la identidad de los ligandos de los ligandos * del ion. &artiendo de muc)as obser$aciones empíricas, deri$adas generalmente de los espectros electr'nicos, los ligandos se pueden agrupar en la llamada serie espectro'umica segn la intensidad del campo cristalino que crean, de menor a ma*or energía. entrándonos en unos cuantos ligandos principales, el orden de la serie espectroquímica es el siguiente:
)? .r ? S9? SCN? Cl? N-7? N7? F? -2? ox - 9? 29- NCS? C27CN N27 p: en bp: p,en N-9 !!,7 CN? C!ox+ oxalatoN p*+piridinaN en+ etilendiamina" e-arreglando la serie segn los ligantes utiliados en la practica *con#orme el $alor del 10%q obtenido para cada uno de los metales: <=-O p*O ox OC=3 O en <=- O ox O p* O C= 3 O en <=- O C=3
p* O ox O en
C=3 O ox Op* O <= - O en
u Ci r
o
Analisis de resultados (l $alor del 10%q para el ligate !en" #ue ma*or al del los tros ligantes utiliados en la practica, moti$o por el cual cumple con el orden en la serie espectroquímica. Al igual que el ligante <= - , *a que ma*oritariamnete el $alor del 10 %q resulto ser menor,al ser coparados con los demas ligantes. &ero al analiar al ligante ox se puede decir que no cumplio totalmente con la serie de la literatura *a que en algunos casos se mostr' con una ma*or energía con respecto a p*, a C= 3 o a ambos, solo en un caso se comporto con lo establecido teoricamente. (n la literatura C= 3 * a p* muestran una energía aproximadamente igual. &or lo que solo en un caso el $alor experimental #ue el adecuado, siendo comparados ambos, pero al ser comparados con el ligando ox la energía que debería ser ma*or a este, experimentalmente #ue menor. (n los casos en donde el $alor de energía no #ue aproximadamnete igual se puede obser$ar que el ligando C= 3 cumplio en un >0? con lo establecido , mostrando
una ma*or energía que el <= - , el ox * el p*, *a que el ? restante present' una energía menor que el ox * solo en un caso menor que el ligante <= -. P por ultimo, podemos decir que el ligando p* cumplio con la serie estereoquímica con una energía ma*or al ox * al <= - en un caso, pero en otros casos no, *a que su $alor de energía #ue menor que el ligante ox * entro caso #ue ma*or al ox, pero menor a la enrgía del ligando <= - .
?????? .
C-NCLUS)-NES Al trmino de la práctica >. 4edici'n experimental del 10%q, se logr' calcular el $alor de 10%q al medir la absorbacia de di#erentes compuestos lo cual nos indico la posici'n en la que se encontraban los ligantes <= -, p*, en,C= 3 * ox en la serie espectroquímica. Al ser analiados cada uno de los ligantes los nicos que ma*oritariamente cumplen con la serie espectroquímica reportada en la literatura #ueron el ligando !en", el cual presento una energía ma*or al resto de los ligantes. olocando a este ligando en un campo #uerte de la serie, es decir los electrones tendrán a aparearse en los orbitales t 2g. &or otro parte el ligando <= - presento una energía menor a los demás, estableciendolo en el camo debil de la serie espectroquímica, por lo tanto los electrones pasarán a los orbitales e g. on respecto a los ligantes restantes, el $alor de energía calculado $aría de #orma aleatoria, #enomno que se le puede atribuir a una mala medici'n de absorbancia o a la preparaci'n de disoluci'nes *a que los #actores que modi#ican el $alor de energía sonQQQQQQQQ
Bibliografía ,ang- .- / oege- . (2002). Quimica (+ ed ed.). M"ico Mcra%i. ibas is&ert- . (2000). Química de coordinación. arceona *diciones !mega.
