UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS EAP. CIENCIAS BIOLÓGICAS QUÍMICA GENERAL E INORGÁNICA
PRACTICA Nº6
COMPLEJOS CON LIGANDOS COMUNES
Práctica N°6 COMPLEJO CON LIGANDO COMUNES 1. OBJ OBJETIV ETIVOS: OS: En esta sexta práctica nos propusimos: A. Preparació Preparación n de compuestos compuestos de coordinación coordinación B. Encontra Encontrarr el número número de coordin coordinació ación n de los complejo complejos s con ligando comunes C. Obser Observar var la orma ormació ción n de preci precipit pitado ados s ! la solub solubili ilida dad d de sales al ormar ligandos
2. CONCEPTOS TEÓICOS: 2.1. Ligandos: "uc#os iones metálicos reaccionan con especies dadoras de pares de electr electron ones es orma ormand ndo o compu compuest estos os de coord coordin inaci ación ón o compl complejo ejos. s. $a especie dadora se conoce como ligando ! #a de disponer al menos de un par de electrones sin compartir para la ormación del enlace. $os iones metá metáli lico cos s son son ácid ácidos os de $e%is e%is&& espe especi cies es acep acepto tora ras s de par pares de electrones& ! los ligandos son bases de $e%is. El agua agua&& el amon amonia iaco co&& el anió anión n cian cianur uro o ! los los anio anione nes s #alu #aluro ros s son son ejemplos de ligandos 'ue se enla(an al ión metálico a trav)s de un solo átomo& por lo 'ue se denominan ligandos monodentados. $os ligandos 'ue 'ue se unen unen al meta metall a trav trav)s )s de dos dos átom átomos os se llam llaman an liga ligand ndos os bide bident ntad ados os&& como como la glic glicin ina a o la etil etilen endi diam amin ina. a. $a ma!o ma!or* r*a a de los los metales de transición se enla(an a seis átomos del ligando& cuando un ligando se enla(a al ión metálico a trav)s de seis átomos se denomina ligando multidentado o ligando 'uelante. +ambi)n se puede #ablar de agen agente tes s 'uel 'uelan ante tes s trid triden enta tado dos& s& tetr tetrad aden enta tado dos& s& pent pentad aden enta tado dos s ! #exadentados. ,e llama número de coordinación de un compuesto de coordinación al número de ligandos unidos al ión central. -n mismo ión metálico puede pres presen enta tarr más más de un núme númerro de coor coordi dina naci ción ón&& depe depend ndie iend ndo o de la
naturale(a del ligando. Por otro lado& los complejos pueden presentar carácter catiónico& aniónico o neutro. En las reacciones de ormación de complejos un ión metálico " reacciona con un ligando $ para ormar el complejo "$. En estas reacciones las constantes de e'uilibrio son de ormación ! no de disociación como en los e'uilibrios ácidobase. Cuando el complejo tiene un número de coordinación ma!or o igual a / podemos #ablar de constantes de ormación sucesivas 012. $os ligandos monodentados se agregan siempre en una serie de etapas sucesivas. En el caso de los ligandos multidentados& el número de coordinación puede satisacerse con un solo ligando o con varios ligandos agregados. $os e'uilibrios de ormación de complejos tambi)n pueden escribirse como la suma de cada una de las etapas individuales& en su caso tendrán constantes de ormación globales 032. ,alvo en para la primera etapa 'ue corresponde a 34514& las constantes de ormación globales son productos de las constantes de ormación sucesivas de cada una de las etapas 'ue dan lugar al producto.
2.2. Infuencia de los ligandos en la estabilidad de un complejo: En los cationes de transición
d
n
la estabilidad sigue el orden:
−¿ ¿ −¿< F −¿< NO ❑¿ −¿< Cl¿ −¿< S− < SCN ¿ −¿ < Br ¿ 3
2
¿
I
$os complejos metálicos se preparan generalmente por la relación entre una sal del metal con alguna otra mol)cula o ion.
2.3. Nomenclatura de los compuestos de coordinación:
-na ve( anali(ados los diversos tipos de ligandos ! los números de oxidación de los metales& #a! 'ue aprender a nombrar los compuestos de coordinación. $as reglas para nombrarlos son las siguientes: •
•
•
El anión se nombra antes 'ue el catión& como en otros compuestos iónicos. $a regla se aplica sin importar si el ion complejo lleva una carga positiva o negativa. Por ejemplo& en los compuestos 1 678e0C92; ! 7Co09<62=Cl/;Cl primero se nombran los aniones 78e0C92; ! Cl ! despu)s los cationes 1 > ! 7Co09<62=Cl/;>& respectivamente. En un ion complejo& primero se nombran los ligandos& en orden alab)tico& ! al ?nal el ion metálico. $os nombres de los ligandos aniónicos terminan con la letra o& mientras 'ue un ligando neutro& por lo regular& adopta el nombre de la mol)cula. $as excepciones son < /O 0acuo2& CO 0carbonilo2 ! 9<6 0amino2. En la siguiente tabla se da una lista de algunos ligandos comunes.
LIGANDO
Br!"#r!$ Br% C&!r#r!$ C&% Cia'#r!$ CN% (i)r*+i)!$ O(% O+i)!$ O2% Car,!'at!$ CO-2% Nitrit!$ NO2% O+a&at!$ C2O2% A"!'/ac!$ N(M!'*+i)! )0 car,!'!$ CO A#a$ (2O Eti&0')ia"i'a Eti&0')ia"i'at0traac0t at!
NOMBE DEL LIGANDO EN EL COMPUESTO DE COODINACION
Br!"! C&!r! Cia'! (i)r!+! O+! Car,!'at! Nitr! O+a&at! A"i'! Car,!'i&! Ac#! Eti&0')ia"i'! Eti&0')ia"i'!t0traac0tat!
Cuando #a! varios ligandos de un tipo determinado& se utili(an los pre?jos griegos di& tri& tetra& penta ! hexa para nombrarlos. As*& los ligandos del catión 7Co09< 62=Cl/;> son @tetraaminodicloro. ,i el
ligando por s* mismo contiene un pre?jo griego& se utili(an los pre?jos bis 0/2& tris 062 ! tetrakis 0=2 para indicar el número de ligandos presentes. Por ejemplo& el ligando etilendiamino !a contiene el pre?jo di por tanto& si están presentes dos de estos ligandos& el nombre correspondiente es bis(etilendiamino). El número de oxidación del metal se escribe con números romanos despu)s del nombre del metal. Por ejemplo& el número romano indica 'ue el estado de oxidación del cromo es >6 en 7Cr09< 62=Cl/;>& 'ue se llama ion tetraaminodiclorocromo 02. ,i el complejo es un anión& su nombre termina en D ato. Por ejemplo& en 1 =78e0C92; el anión 78e0C92 ;= se denomina ion #exacianoerrato= 02. 9ótese 'ue el número romano indica el estado de oxidación del #ierro. En la siguiente tabla se dan los nombres de varios aniones 'ue contienen átomos metálicos:
METAL A&#"i'i! Cr!"! C!,a&t! C!,r0 Or! (i0rr! P&!"! Ma'a'04! M!&i,)0'! N/5#0& P&ata E4ta! T#'4t0'! 7i'c
NOMBE DEL METAL COMPUESTO ANIONICO A&#"i'at! Cr!"at! C!,a&tat! C#rat! A#rat! 30rrat! P&#",at! Ma'a'at! M!&i,)at! Ni5#0&at! Ar0'tat! E4ta'at! T#'4tat! 7i'cat!
-. MATEIALES 8 EACTIVOS: 3.1. Materiales:
+ubos de prueba ! gradilla
EN
EL
Piseta
8rascos goteros
3.2. Reactivos: Amoniaco concentrado 99<6 ,ulato de cobre 9Cu,O= ./ 9 Cloruro de n*'uel 99iCl/ ./ 9 •
9itrato de plata 9Ag9O6 .4 9
•
Cianuro de potasio 91C9 ./ 9
•
•
+ricloruro de #ierro 98eCl6 ./ 9
•
+iosulato de sodio 99a/,/O6 ./ 9
•
,ulocianato de potasio 91,C9 ./ 9
•
Cloruro de sodio 99aCl ./ 9
. POCEDIMIENTO E;PEIMENTAL: .1. Ligando: N!3 a Al agregarle dos gotas de amoniaco concentrado 99<6 al sulato de cobre 9Cu,O= se observa 'ue la solución ad'uiere un tono a(ul intenso.
CuSO
<
NH-
0Cu0NH-22,O sulfato de cobre tetraamíncobre (II)
amoniaco
sulfato de
, Conorme agregamos el amoniaco 99<6 al cloruro de n*'uel 99iCl/ el compuesto ormado ad'uiere un celeste claro ! un aspecto lec#oso.
NiCl2
<
6NH-
0Ni0NH-262Cl2 cloruro de níquel
amoniaco
cloruro de hexamín
níquel (II)
c Cuando combinamos el nitrato de plata 9Ag9O6 con el cloruro de sodio 99aCl se orma un precipitado de color blanco: el cloruro de plata 9AgCl pero& al agregar amoniaco 99<6& el #aluro de plata solubili(a ! se orma el cloruro diamino argenta 02 de geometr*a lineal
<
NaCl
<
!NO-
NaNO-
!Cl
cloruro de sodio cloruro de plata
nitrato de plata
!Cl " >
2NH-
nitrato de sodio
7 !(NH- )2 ;
Cl cloruro de plata
amoniaco
cloruro de diamino
plata (I)
) Al aFadir progresivamente el amoniaco 99<6 al tricloruro de cromo 9CrCl6 se observa el cambio de color #acia un rosado de intensa tonalidad.
3Cl-
CrCl-
>
-NH-
7Cr(NH- )
;
cloruro de cromo cromo (III)
.2. Ligando: "N#
amoniaco
cloruro de triamino
a Al agregarle dos gotas de cianuro de potasio 91C9 al sulato de cobre 9Cu,O= se observa 'ue la solución ad'uiere un tono amarillo 'ue progresivamente vira #acia tonos mosta(as sin embargo el ligando ormado es inestable ! rápidamente retorna al color original.
CuSO 1 -0Cu0CN22 >
<
1C9
1 2,O
sulfato de cobre cianuro de potasio potasio
tetraciano cuprato (I) de
, Conorme agregamos el cianuro de potasio 91C9 al cloruro de n*'uel 99iCl/ el compuesto ormado ad'uiere un color blanco debido a 'ue el ligando ormado esta solubili(ándose
>
<
NiCl2 2#Cl
cloruro de níquel (II) de potasio
#CN
cianuro de potasio
1 20Ni0CN22 tetraciano niquelato
c Cuando combinamos el nitrato de plata 9Ag9O6 con el cloruro de sodio 99aCl se orma un precipitado de color blanco: el cloruro de plata 9AgCl pero& al agregar cianuro de potasio 91C9 precipita la solución
NaCl
<
!NO-
NaNO-
!Cl
cloruro de sodio cloruro de plata
!Cl " )2 ;
<
nitrato de plata
>
nitrato de sodio
2#CN
# 7 !(CN
> #Cl
cloruro de plata ar!entato (I) de potasio
cianuro de potasio
diciano
) Al agregarle dos gotas de #exacianoerrato 02 de potasio 91 =08e0C922 al sulato de cobre 9Cu,O= se observa un cambio instantáneo en la coloración 'ue vira #acia el pardo.
2CuSO
>
# 0$e0CN262
/1 2,O >
Cu20$e0CN262 hexaciano ferrato(II) de potasio hexacianoferrato(II) de cobre(II)
0 Al aFadir progresivamente el #exacianoerrato 02 de potasio 91 =08e0C922 al tricloruro de #ierro 98eCl6 se observa 'ue el color amarillo del #aluro de #ierro se cambia #acia un a(ul oscuro conocido como a(ul de Prusia.
$eCl$e9$e9CN6-
>
-# 0$e0CN262
hexaciano ferrato(II) de potasio
12#Cl
>
hexacianoferrato(II)
de hierro(III)
30=309CN6>-94 < ? =309CN6> ? =309CN6>9ac @ Conorme adicionamos cianuro de potasio 91C9 al nitrato de cobalto 9Co09O62/ el compuesto ormado& inicialmente rosado& ad'uiere un color pardo c#ocolatoso lo 'ue delata la ormación de un ligando
Co0NO-22
>
29#CN
Co9CN2
< 2# 9NO- cianuro de potasio
diciano de
cobalto(II)
Co 0C92/0s2> 1C9
1 =7Co0C92;0ac2
hexacianocobaltato(II) de potasio
.3. Ligando: $2%3# a Al aFadir progresivamente el tiosulato de sodio 99a/,/O6 al tricloruro de #ierro 98eCl6 previamente enriado con agua& se observa 'ue el color amarillo inicial se vuelve #acia un morado oscuro ! conorme pasa el tiempo el compuesto se torna incoloro conorme se orma el tetratiosulato errato de sodio 99a08e0,/O6262.
$eCl-
>
Na%S%O&
$e0ClS2O-2
>
9aCl tiosulfato de sodio
tiosulfato cloruro de
hierro (III)
, Conorme agregamos el nitrato de plata 9Ag9O6 al tiosulato de sodio 99a/,/O6 el producto inicialmente ad'uiere un color negro debido a la ormación de ligando ditiosulato argentato de sodio 99a0Ag0, /O62/2 sin embrago se vuelve incoloro conorme la ormación del suluro de plata se lleva a cabo aun'ue se precipitan part*culas negras.
2 !NO>
>
Na%S%O&
!S2O-
/9a9Otiosulfato de sodio
tiosulfato de
plata
!S2O
>
Na%S%O&
9a67Ag0,/O62 /;
.. Ligando: $"N# a Al aFadir progresivamente el sulocianato de potasio 91,C9 al tricloruro de #ierro 98eCl6 se orma el #exocianatoerrato de #ierro 02 98e>608e>/0,C9242
$eCl>
>
#SCN
$e0$e0SCN)62
1Cl
sulfocianato de potasio ferrato(II) de hierro (III)
hexosulfocianato
, Al agregarle dos gotas de sulocianato de potasio 91,C9 al nitrato de mercurio 02 9
H!(NO- )2
>
#SCN
H!SCN
>
19Osulfocianato de potasio
sulfocianato de mercurio
(II)
/1,C9
1 /7
tetrasultocianato mercurato (II) de potasio
c Cuando combinamos el sulocianato de potasio 91,C9 con el amoniaco concentrado 99<6 agregamos nitrato de cobalto 9Co09O62/ se orma un complejo de color a(ul
#SCN > NH& # 2(Co(SCN) ) > HNO-
> Co0NO-22
sulfocianato de potasio cobalto (II) de potasio
sulfocianato de
.&. Ligando: I# a Al agregarle unas gotas de ioduro de potasio 91 al cloruro de mercurio 9
#I
>
H!Cl2
# 2'H!I
>
1Cl cloruro de mercurio
tetraiodo mercurato (II)
de potasio
, Al agregarle unas gotas de ioduro de potasio 91 al nitrato de cobalto 9Pb09O62 se observa 'ue la solución ad'uiere un tono amarillo intenso debido a la ormación del tetra iodo plumbato de potasio
#I
>
b0NO-22
bI2
#NO3 nitrato de plomo
diiodo de
plomo(II)
Pb/
>
/1
1 /7Pb=;
tetraiodo plumbato (II) de potasio
. CONCLUSIONES:
>
9umerosos ligandos se orman de manera transitoria para desaparecer de manera velo( conorme se produce una nueva reacción 'uimica Otros tantos se precipitan a gran velocidad para desaparecer conorme pasa el tiempo lo 'ue nos indica 'ue como los ligandos se relacionan de manera activa con otros compuestos crean enlaces transitorios de escasa duración Ge la cantidad en 'ue combinemos los reactantes depende los productos 'ue se ormen ! los respectivos números de coordinación de cada uno.
6. BIBLIOGA3A: •
•
•
•
•
Be!er& $. H 8ernánde(
C-E,+O9AKO
1. 'scriba las ecuaciones (u)micas respectivas
2. Indi(ue los n*meros de coordinación en los complejos obtenidos
Ec#aci!'04 5#/"ica4
N"0r!4 )0
c!!r)i'aci*' 0' &!4 c!"&0!4 !,t0'i)!4 $igando: 9< 6
< NH42 CuSO 0Cu0NH-22,O < 6NH %) NiCl2 0Ni0NH-262Cl2 2NH3 &) !Cl " * )2 Cl 3NH3 +) CrCl3 * 'Cr(NH 3 )3Cl3
42 = /2 62 / =2 6 '!(NH3
$igando: C9
42
Cu,O= >/ 1C9 Cu0C92/0s2 > 1C9
42 9iCl/ >/1C9 9i0C92 /0,2 > 1C9
Cu0C92/0s2 > 1 /,O= 1 67Cu0C92 =;0ac2 9i0C92/0s2>/1Cl 1 /79i0C92 =;
/2 Ag9O6 > 9aCl AgCl0s2 >/ 1C9
=2 =8eCl6 > 61 =78e0C92; 8e=78e0C92;60s2 >4/1Cl 8e=78e0C92;60s2 > 1 =78e0C92;0ac2 2 Co09O62/ > /1C9 >/109O62 Co 0C92/0s2> 1C9
/2 4 /
AgCl0s2 >9a9O6 17Ag0C92/; >1Cl
62 Cu,O= >1 =78e0C92; > 1 =,O= 6Cu/78e0C92;0s2 9/78e0C92;6 > Cu<
62
Cu78e0C92;0s2 >
/9<60ac2
1 =
42 / =
78e0C92;
=2 2 / 2 /
Co0C92/0,2 1 =7Co0C92;0ac2
$igando: ,/O6/ 42 8eCl6 >9a/,/O6 9a78e0,/O62/; /2 /Ag9O6 > 9a/,/O6 Ag,/O6
,) % >
/9a9O6
%) , 6 Ag, /O
>
9a/,/O6
9a67Ag0,/O62/;
&) ,
$igando:,C9 42 /8eCl6 > 1,C9 /2 /1,C9 /109O62 /1,C9 62 1,C9 > 1 /7Co0,C92 =;
8e78e0,C92 ; > 1Cl 1 /7
9<6
>
42 /2 / = 62 =
Co09<62/
$igando: 42 /1 /1Cl /1 1 /7/1 Pb/ > /1
Pb/ > /109O26 1 /7Pb=;
42 / = /2 / =
-. 'scriba dos ejemplos de ligandos: monodentados+ bidentados , tridentados. •
$igandos monodentados: ,on a'uellos 'ue solo poseen un solo átomo dador. Entonces solo ocupa una posición de coordinación.
−¿¿ F
o Anión 8lúor
¿ −¿¿ Cl
o Anión Cloro
•
¿
$igandos bidentados ,on a'uellos 'ue poseen dos átomos dadores. o Oxalato
(C O )− 2
4
2
o Etilendiamida 0< /9C
•
$igandos tridentados ,on a'uellos 'ue poseen tres o más átomos dadores. o Gietilentriamina 0 o +erpiridina 0
C 4 H 13 N 3
C 15 H 11 N 3
2
2
. -u/ es un (uelato0 -n (uelante es una sustancia que forma compleos con iones de metales pesados. estos compleos tambi/n se los conoce como quelatos0 palabra que pro1iene de la palabra !rie!a chele que si!ni2ca 3!arra3. -na de las aplicaciones de los quelantes es e1itar la toxicidad de los metales pesados para los seres 1i1os. 4os quelatos son compleos formados por la uni5n de un metal. 6 un compuesto que contiene dos o m7s li!andos potenciales. 8l proceso de formaci5n del quelato se conoce como quelataci5n o quelaci5n. 8l producto de tal reacci5n es un anillo heterocíclico. -n quelante es un li!ando polidentado que se coordina a un ion central por dos o m7s 7tomos dati1os. 4os anillos de 9 a : miembros poseen m7s estabilidad0 por lo que se dise;an quelantes polidentados0 es decir0 multili!antes0 para lo!rar compleos de alta estabilidad. 4a formaci5n de quelatos polidentados da por resultado un compuesto mucho m7s estable que cuando el metal se une solamente con un 7tomo li!ante (monodentado). 8sto se debe sobre todo a efectos entr5picos0 6a que despu/s de la primera coordinaci5n las dem7s etapas suelen producirse liberando los li!andos coordinados anteriormente 6 aumentando así la entropía del sistema. 4a estabilidad de los quelatos 1aría con el metal 6 con los 7tomos li!antes. or eemplo0 el mercurio 6 el plomo tienen ma6or a2nidad por el a
. Investigue 3 compuestos de coordinación presente en los organismos vivos+ escriba la estructura de estos.
a2
$a #emoglobina es una prote*na 'ue transporta O/ en la sangre. $a mol)cula contiene cuatro cadenas largas plegadas 'ue se llaman subunidades. Cada subunidad contiene un grupo #emo 0iones 8e /> enla(ados a anillos de pori?rina2 as* 'ue la mol)cula de #emoglobina se puede unir a cuatro mol)culas de O /.
b2 $a mol)cula de cloro?la& esencial para la otos*ntesis en las plantas& tambi)n contiene el anillo por?rina& pero en este caso el ion metálico es el "g/> en lugar del 8e />.
c) El complejo #ierro#emo está presente en otro tipo de prote*nas& denominadas citocromos. El #ierro orma un complejo octa)drico en estas prote*nas& pero como los grupos #istidina ! metionina están unidos con uer(a al ion metálico& el ox*geno u otros ligandos no pueden despla(arlos. Por esta ra(ón los citocromos uncionan como acarreadores de electrones& esenciales para los procesos metabólicos.
6. -or (u/ los complejos de cobre son coloreados , por (u/ los de plata no0 Prácticamente todas las sales ! complejos de cobre son coloreados ! un gran número de ellos verdes o a(ules. Estos colores son debido a la presencia de una banda de absorción en la región de L nm del espectro electromagn)tico. $a plata es el estado de oxidación más recuente en el 'ue se encuentra la plata en los compuestos 'u*micos. En soluciones ácidas o neutras es posible encontrar el catión Ag> el cual& debido a la estabilidad de su con?guración electrónica 'ue impide transiciones electrónicas en longitudes de onda del espectro visible& es incoloro.
ESTE TRABAJO SE HIZO GRACIAS A LOS INCONMENSURABLES E INGENTES ESFUERZOS DE:
BRAVO ALIANO ALEXIS MIJAIL !"""#" LEANDRO DIAZ JOSSEPY JEFFREY !"""$% MENDIVIL MALPICA ALEJANDRO !"""#% PRADO ALIAGA GERSON ENRIQUE !"""!
GRUPO 4 &
JUEVES DE ':"" A (:""
