PRÁCTICA N° 6 Síntesis de sólidos termocrómicos: Cu2[HgI4] Ag2[HgI4]
!und"mento teórico El termocromismo se defne como la capacidad de una sustancia para cambia cambiar, r, rever reversib sible lemen mente, te, de color color con la temper temperatu atura. ra. Se conoce conocen n muchos compuestos con propiedades termocrómicas y aunque en todos ellos el termocromismo surge como consecuencia de una reorganización a nivel atómico/molecular, esta puede ocurrir a través de dierentes ruta rutas. s. Entr Entre e los los meca mecani nism smos os prop propue uest stos os se incl incluy uyen en camb cambio ios s en la geometra, transiciones de ase, equilibrio entre estructuras cristalinas dist distin inta tas s o simp simple leme ment nte e un camb cambio io en el n!me n!mero ro de molé molécu cula las s de disolvente en la esera de coordinación. En esta esta pr"cti pr"ctica ca se sintet sintetiz izar"n ar"n dos compue compuesto stos s termoc termocró rómic micos os de órmula general #$[%g&'] con # ( )g*&+ y u*&+. -a estructura de estos sólidos puede ser descrita como una celda tetragonal, pero puede ser vista como dos celdas de iones &, tal como se aprecia en la igura 0, en la que que los los cati ationes ones #1 y %g ocup ocupan an 2/3 2/3 de los los ocho ocho huec huecos os tetr tetraé aédri drico cos s disp dispon onib ible les s de orm orma a regul regular ar *cada *cada ión ión diva divale lent nte e esta esta asociado con un hueco sin ocupar+. $1
igur igura a 0. eld elda a de ione iones s & con huecos huecos tetraédr tetraédricos icos parcialm parcialmente ente ocupados ocupados 45niversidad )utónoma de #adrid6.
omo los iones %g $1y #1 tienen tama7os similares *%g $1 008 pm, u 1 9' pm y )g100' pm+ pueden intercambiar su posición sin que la red se vea muy aectada. )s cuando la temperatura aumenta, los cationes # 1 y %g$1 *igura $+, se diunden a través del sólido desplaz"ndose de un
hueco tetraédrico a otro, de tal orma que ya no ocupan posiciones f:as en la red sino que est"n distribuidos al azar.
igura $. ;esplazamiento a través de los huecos tetraédricos 45niversidad )utónoma de #adrid6.
omo consecuencia de esta transición de ase, el sólido presenta un cambio de color *termocromismo+ y también un aumento de la conductividad eléctrica, comport"ndose como electrolito sólido capaz de transportar cargas a través de su estructura, mediante el movimiento de los cationes. En la actualidad, los compuestos termocrómicos han encontrado aplicaciones pr"cticas en termómetros colorimétricos y como indicadores de temperatura en utensilios de cocina, ropa y :uguetes. -os electrolitos sólidos se utilizan en bateras para separar el c"todo del "nodo y presentan prometedoras aplicaciones en pilas de combustible, sensores electroqumicos, etc.
#$%eti&o gener"l Sintetizar dos sales comple:as y relacionar su estructura con las propiedades que presentan.
#$%eti&os es'ecí(cos el ión comple:o aniónico tetrayodomercuriato< [%g&']$ y preparar los compuestos tetrayodomercurato*&&+ de cobre *&+ y tetrayodomercurato*&&+ de plata *&+. • Estudiar las propiedades termocrómicas de los sólidos aislados. • orrelacionar la estructura y la reactividad de los materiales. • Sintetizar
)"teri"les =alanza Esp"tula >robeta de $? m@aso de precipitados de ?8 m>laca de calentamiento >ipetas graduadas >era de succión
=omba de vaco, embudo de bAchner y papel fltrante
Re"cti&os Bitrato de mercurio *&&+, %g*BC 2+$ o cloruro de mercurio *&&+, %gl $ Doduro de potasio, & Bitrato de plata, )gBC2 Sulato de cobre pentahidratado, uSC'.?%$C Sulfto sódico, Ba$SC2 -as sales de mercurio *&&+ son muy toFicas por inhalación, ingestión y por contacto con la piel. 5tilizar guantes y gaas en todo momento. onsultar fchas de seguridad.
P"rte e*'eriment"l a. >reparación de )g$[%g&'] En un vaso de precipitados de ?8 m-, disolver 8,$ g de %g*BC 2+$ en G,? m- de agua caliente. )7adir poco a poco una disolución de & al 08H hasta que la mayor parte del precipitado ro:oanaran:ado *%g&$+ se disuelva y se obtenga una disolución de $[%g&'] de color amarillo p"lido. Sobre esta disolución se adiciona una solución de 8,$ g de )gBC 2 disueltos en 2 m- de agua, luego se calienta lentamente evitando la ebullición y se de:a reposar unos minutos. >ara aislar el )g$[%g&'] obtenido, decantar la mayor parte de la disolución sobrenadante y fltrar la solución con un embudo =Achner. Secar el sólido *amarillo+ a vaco o en una estua a ?8 I. b. >reparación de u$[%g&'] En una solución de $[%g&'] preparada como en el apartado a+ se disuelven 8,$ g de Ba$SC2. ) continuación se a7ade, lentamente y con agitación, una disolución de uSC'.?%$C preparada disolviendo 8,2 g en ' m- de agua. alentar sin de:ar ebullir y de:ar reposar unos minutos. >ara aislar el u$[%g&'] obtenido, se decantar la mayor parte de la disolución sobrenadante y fltrar la disolución con un embudo =Achner. Secar el sólido *ro:o+ a vaco o en una estua a ?8 I. c. Ensayos complementarios -a sal )g$[%g&'] cambia el color de amarillo a anaran:ado a ?8 I y la sal u$[%g&'] cambia de ro:o a p!rpuranegro a G9 I. )mbos cambios son bastante evidentes.
>ara comprobar esto, eFtienda un poco del sólido correspondiente en el eFtremo de una tira papel de fltro y caliente muy suavemente sobre una placa de calentamiento.
+i$liogr",í" • ;..
Shriver, >.J )tKins, .%. -angord, Lumica &norg"nica, Meverté, =arcelona, 0NN3. • ).. Jells, Lumica &norg"nica Estructural, Meverté, =arcelona, 0N93. • O.%. ;ay, hem. Mev. G3, G'N, 0NG3. • #.O.#. @an Cort, O. hem. Educ. G?, 3', 0N33. • O.P. %ughes, O. hem. Educ. 9?, ?9, 0NN3. • J.P. >almer, EFperimental &norganic hemistry, 5niversity >ress, ambridge, 0N?'. • http/QQQ.uam.es/departamentos/ciencias/qinorg/asignaturas/guionRe FpRquiRinorgR8NR08.pd *ebrero 0G, $80?+.