PREPARACIÓN PREPARACIÓ N DEL COMPLEJ COMPLEJO O SULF SU LFA ATO TETRAAMINO DE COBRE (II) MONOHIDRATADO 1. OBJETIVOS •
Preparar el complejo sulfato de tetraamino de cobre (II) monohidratado.
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Lograr identificar la identificación del cobre en una sustancia.
2. FUNDAMENTO TEÓRICO Los Los comp compue uest stos os de coord coordin inaci ación ón son son aquel aquella lass que que se form forman an entre entre ione ioness metá metálilico coss que que func funcio iona nan n como como ácid ácidos os de Lewis Lewis y form forman an enlac enlace e coa coale lent ntes es coordinados con diersas mol!culas e iones que act"an como bases de Lewis. Las mol!culas o iones que rodean el ion metálico en un complejo se les conoce como ligandos. ligandos. #l formar un compuesto$ compuesto$ se dice que los ligandos ligandos se coordinan coordinan al meta metal.l. %l meta metall centr central al y los los liga ligand ndos os unid unidos os a !l cons constitituy tuyen en la esfe esfera ra de coordinación del complejo. &n complejo metálico es una especie qu'mica definida con propiedades f'sicas y qu'micas caracter'sticas. #s' pues sus propiedades son diferentes de las del ion metálico o de los ligandos que la constituyen$ por ejemplo los complejos pueden ser de color muy distinto del de los metálicos y de los ligandos que lo componen. La form formac ació ión n de comp comple lejo joss tamb tambi! i!n n puede puede modi modifificar car dramát dramátic icam amen ente te otra otrass propiedades de los iones metálicos$ como su facilidad de oidación y reducción. Por ejemplo el ion #g se reduce fácilmente en agua$ en cambio el ion (#g(*+)),no se reduc reduce e con con tant tanta a facil facilid idad ad porq porque ue la coord coordin inaci ación ón con con los los iones iones *+*+estabiliarla plata en el estado de oidación /. # niel industrial0 además de ser utiliados como pigmentos muchos complejos funcionan como cataliadores posibilitando o facilitando la realiación de ciertas reacciones que de otra manera ser'an imposibles de realiar$ ya sea por su alto costo costo como como por por sus impe impedi dime ment ntos os term termod odin inám ámic icos os$$ sien siendo do de esta esta mane manera ra imprescindibles para esas industrias. &n ejemplo de esto es la utiliación de un 1
complejo de aluminio y titanio llamado 1cataliador de 2iegler-+atta3 para la polimeriación del etileno a bajas presiones$ lo que nos permite tener infinitos art'culos de uso cotidiano de polietileno a bajo costo. %n el ámbito de la qu'mica anal'tica0 se utilian complejos tanto como indicadores de la presencia de ciertos iones como tambi!n para la separación de ciertos iones metálicos. &n claro ejemplo de esto es el ligando %45# o ácido etilendiaminotetraac!tico utiliado en la práctica de aguas$ que forma complejos de gran estabilidad con el calcio y el magnesio entre otros. 6tro ejemplo son los indicadores metalocrómicos como el negro de ericromo 5 (+%5) y la mureida$ que son mol!culas que forman complejos coloreados con los iones metálicos que tienen un color diferente al del indicador libre$ eidenciando la presencia del metal. *omplejos #moniacales La mayor'a de los hidróidos metálicos son insolubles en agua pero algunos se disuelen en eceso de amon'aco formando complejos amoniacales. Las ecepciones son los cationes de los metales del 7rupo I# y los miembros más pesados del 7rupo II#. %jemplos0 Cu(OH)2 (s) + 4 NH3 ↔ [Cu(NH3)4 ] 2+ + 2 OH Co(OH)2 (s) + 6 NH3 ↔ [Co(NH3)6 ] 2+ + 2 OH-
3. PICTOGRAMAS 8ormula +:;0 +ocio$ peligroso para el ambiente$ corrosio
*u0 Irritante
9iesgos Irrita los ojos y garganta. Puede causar seera irritación ocular con da
Precaución =antener los recipientes alejados del calor directo. +o debe de utiliarse lentes de contacto cuando se manipule amoniaco. &sar indumentaria adecuada
&sos Producción de abonos$ urea$ ácido n'trico$ tetiles$ ácidos$ productos de limpiea dom!stica$ eplosios y papel. 8abricación de sistemas de corriente el!ctrica$ por ser un ecelente 2
:+6;0 corrosio
*
[email protected]:,B0 nocio peligrosos para el ambiente
*:;*:,6:0 inflamable
Puede descomponerse al calentarse y producir apores corrosios. 9eacciona con el agua gases y>o tóicos. #l contacto con los ojos puede causar lesiones seeras y quemaduras %l polo puede causar irritación en la nari garganta$ ojos y sistema respiratorio superior. 4LAB oral en ratas
#l manipular$ "sense anteojos de seguridad y mascara$ guantes y traje de seguridad. %ite respirar los apores del producto y trabaje bajo una adecuada respiración %ite la formación de polo y aerosoles. #lmacenar en lugares entilados$ frescos y secos.
Inhalar altas concentraciones de apor puede causar somnolencia$ tos$ irritación de los ojos y el tracto respiratorio. Puede causar cianosis de las etremidades.
&sar siempre protección especial as' sea con la eposición o con la actiidad que realice con el producto. #lmacenar en lugares entilados$ frescos y secos.
conductor. Para la fabricación de abonos$ colorantes$ eplosios$ ácido sulf"rico$ medicamentos y grabado de metales
9efinado del petróleo. Pigmentos en pintura$ barnices. 8ungicida$ bactericida$ herbicida$ insecticida. #ditio de alimentos y fertiliantes. 4isolente para resina$ grasas$ aceites. Ccidos grasos$ hidrocarburos$ hidróidos alcalinos. *omo medio de etracción por solentes$ fabricación de intermedios. 4eriados orgánicos$ colorantes$ drogas sint!ticas.
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4. PARTE EXPERIMENTAL 2
+¿
EXPERIENCIA N°1: PREPARACION DEL ION COMPLEJO [Cu ( NH 3 ) 4 ]¿ a) 4I#79#=# 4% P96*%?6
Comparar la solución preparada con los cristales de cobre.
Agregar 22.5 ml de alcohol etílico, luego dejar en reposo 5 min.
Agregar 6.25 ml de amoniaco
Agitar continuamente.
4
Solido fltrado
Filtrar utiliando el e!uipo de fltración al "acio.
b) 6D?%9E#*I6+%? •
#l diluir los cristales de sulfato de cobre obseramos que el color de la solución era celeste intenso$ mientras que los cristales ten'an un color celeste claro.
•
#l agregar amoniaco en eceso a la disolución acuosa de sulfato de cobre se forma una solución de color aul oscuro$ a la e notamos el olor caracter'stico del amoniaco. La adición de ,,.A ml de alcohol et'lico a la solución que contiene el ion 2
complejo
+¿
[Cu ( NH 3 ) 4 ]¿ hace que se forme un precipitado de color aul
intenso$ que luego procediremos a filtrar.
) %*&#*I6+%? F&I=I*#? La adición de amoniaco en eceso produce la siguiente reacción0 CuSO 4 (ac )
@
NH 3( ac)
H 2 O(l )
G
[ Cu ( NH 3 ) 4 ] SO 4 . H 2 O(
ac
)
%l ion tetraamin cobre (II) en disolución tiende a hidroliarse y liberar amoniaco$ lo que le confiere su olor
5
2
+¿
Cu( ac)
[Cu ( NH ) ](ac+¿) ↔ ¿ ¿ 2
3 4
4 NH 3 ( g)
(=edio alcohol)
!) *6+*L&?I6+%? con el +:; se aumenta la concentración del ligando (+:;) y disminuye la concentración de ligando (:,6) por la presencia de etanol %l etanol elimina el eceso de :,6 (l) faoreciendo la formación del complejo$
EXPERIENCIA N"20 PRUEBA DE SOLUBILIDAD b) 6D?%9E#*I6+%? •
•
el complejo obtenido en el eperimento nH/ es de color aul #l agregarle /mL de alcohol et'lico al complejo$ el complejo se mantiene como precipitado. La solución se torna de un celeste muy claro casi incoloro$ esto se debe a la poca solubilidad del precipitado frente al alcohol et'lico.
•
#l agregarle /mL de agua al complejo$ el complejo se disuele totalmente$ tornando la solución de un aul oscuro. Por lo tanto podemos afirmar que el compuesto es soluble en agua
c) %*&#*I6+%? F&I=I*#? •
*u(+6;)@J?6@ @:,6 K *u (: ,6)@J ?6@ @+: ; 6
d) *6+*L&?I6+%? •
%l complejo sulfato de tetraamino cobre (II) monohidrato es soluble en agua debido a que en disolución el ion metálico esta coordinado a mol!culas de agua$ formando *u (: ,6)@J, que reacciona con el +: ; y forma nueamente el complejo$ manteniendo as' el equilibrio.
•
Los metales de transición como el cobre son muy buenos ácidos de Lewis$ por lo que sus complejos son bastante estables es por esto que el complejo *u (+6;)@J ?6@.:,6 no es soluble en alcohol et'lico. %s decir$ La capacidad de un ion metálico para atraer ligandos como el agua en torno a s' mismo se puede er como una interacción ácido-base de Lewis.
EXPERIENCIA N°3: IDENTIFICACIÓN DE COBRE EN UNA MUESTRA DE MINERAL a) 4I#79#=# 4% P96*%?6
HNO
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Agregar2 ml de #cido nítrico concentrado
Agregar gota a gota de amoniaco, despu$s en e%ceso. &uego fltrar.
Calentar la solución del tubo
Agregar 2 ml de agua, luego calentar.
b) 6D?%9E#*I6+%? •
#l agregar ácido n'trico al mineral de cobre$ se formó una solución erdosa y se liberó un gas de color rojio$ luego al echar agua destilada se tornó celeste$ y por "ltimo$ al agregar amoniaco el color fue aul el!ctrico.
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c) 9%#**I6+%? F&M=I*#? ;*u(s) N:+6; (ac) G ;*u (+6;),(ac) ,+6 (g) @:,6 (l) @+:; *u (+6;), G *u (+: ;)@(+6;), d) *6+*L&?I6+%? •
Para la obtención del tetraamino de cobre no basta con adicionar amoniaco al mineral de cobre$ es necesario la presencia del ácido n'trico para obtener cobre en solución y reci!n ah' agregar amoniaco para formar el complejo.
e) 9%*6=%+4#*I6+%? •
?er'a adecuado el uso de mascarillas en este laboratorio ya que reactios como el am;oniaco que tienen un olor fuerte y dificultan realiar la eperiencia.
CUESTIONARIO /. Indica dos diferencias y semejanas entre el ion complejo y la sal del complejo de coordinación.
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%l ion complejo solo se presenta en solución acuosa en cambio la sal es un producto sólido. &na semejana es la tonalidad aul que presenta el ion complejo al igual que la sal compleja.
,. 4etermina el grupo puntual de la mol!cula del complejo obtenido en la práctica. Para determinar el grupo puntual se deberá representar la mol!cula para saber la geometr'a par esto se hará uso de la teor'a de enlace de alencia para identificar la geometr'a.
%ntonces presenta un grupo puntual 5d (@*;$ ;?@ $;*, $Od) @. inestiga los factores que influyen en el color aul celeste y aul intenso que adquiere la sustancia en el proceso de preparación del complejo0 %l color aul caracter'stico del catión tetram'n cobre (II) puede encontrarse en objetos de latón y en aleaciones de cobre$ cuando reaccionan con amoniaco presente en la atmósfera por diersos motios. %sta corrosión se conoce como agrietamiento estacional. %ra un problema com"n al dejar las cajas de cartuchos cerca de residuos de procedencia animal$ que producen peque
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