UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO. FACULTAD DE QUÍMICA. CARRERA: QUÍMICA PRÁCTICA 6. SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE DOS COMPLEJOS DISTINTOS CON NÍQUEL TRIFENIL FOSFINA. FECHA DE REALIZACIÓN: 20-27 DE OCTUBRE DEL 2016 FECHA DE ENTREGA: 3 DE NOVIEMBRE DEL 2016 Introducción.
Susceptibilidad Susceptibilidad magnética
Los compuestos de coordinación en muchos casos se forman con metales de transición por lo que contienen orbitales d o f parcialmente llenos. Se puede esperar, por lo tanto, que presenten una variedad de propiedades magnéticas, que dependen del estado de oxidación, configuración electrónica y número de coordinación del metal central. La susceptibilidad molar X M se puede definir como una medida del grado en que un mol de una sustancia interacciona con un campo magnético aplicado.
Utilizando una balanza sensible, se miden las masas de la muestra con y sin campo magnético. A partir de la diferencia entre estas masas se obtiene un valor de suceptibilidad gramo X g con la que posteriormente se calcula la susceptibilidad molar X M. Cuando una sustancia se coloca en un campo magnético externo, existe una circulación inducida de electrones que producen un momento magnético neto alineado en oposición al campo aplicado. Éste es el efecto diamagnético, y tiene su origen en los electrones apareados dentro de una muestra. Dado que todos los compuestos contienen algunos electrones apareados, ésta es una propiedad universal de la materia. Si una sustancia contiene únicamente electrones apareados, este efecto será determinante, el compuesto será repelido ligeramente por un campo magnético, y se denominará diamagnético. El paramagnetismo se produce por los electrones desapareados en un compuesto; los espines y movimientos orbitales de estos electrones dan lugar a momentos magnéticos permanentes que tienden a alinearse con el campo aplicado. Dado que este efecto es mucho mayor al diamagnético, el efecto paramagnético cancela las repulsiones de los electrones apareados con el campo y así, compuestos que contengan aunque sea un sólo electrón desapareado en la molécula, experimentarán una atracción de manera global hacia el campo magnético. Este valor de susceptibilidad contendrá las contribuciones diamagnéticas además de las paramagnéticas, por lo cual, lo que procede es corregir este valor tomando en cuenta la suma de las contribuciones diamagnéticas D.
Para relacionar la susceptibilidad magnética corregida ( corr = M - D) de la sustancia con el número de electrones desapareados en la molécula, se recurre al momento magnético permanente ().
Dónde: T es la temperatura absoluta en que se midió la susceptibilidad N es el número de electrones desapareados Procedimiento.
Síntesis de [NiCl2(PPh3)2]
Colocar 2 mmol de trifenilfosfina en un matraz erlenmeyer de 50 ml y añadir 10 ml de isopropanol. Llevar a ebullición ligera en una parrilla con agitación magnética.
A la disolución anterior añadir gota a gota con una pipeta pasteur, una disolución de 1 mmol de NiCl2*6H2O disuelto en 10 ml de etanol. Agitar la mezcla durante unos minutos hasta que se observe la precipitación del producto. Déjese enfriar a temperatura ambiente y fíltrese, lavando con éter etílico. Tomar nota del color del producto.
Síntesis de [Ni(NCS)2(PPh3)2]
Disuelva 0.35 g de Ni(NO3)2*6H2O en 10 ml de etanol en una bola para reflujo. Añada 0.15 g de NaSCN (molido si es necesario). Ponga esta mezcla a reflujo por 20 minutos. Mientras tanto prepare una disolución de 0.525 g de trifenil fosfina en 10 ml de isopropanol. Después de los 20 minutos de reflujo, enfrié la solución de tiocianato de níquel en baño de hielo, rascando las paredes para inducir la cristalización del NaNO3. Filtre y añade la disolución filtrada a la disolución conteniendo la trifenil fosfina. Ponga a reflujo por otros 10 minutos. Enfrié la mezcla en un baño de hielo hasta que cristalice. Filtre lavando con éter etílico. Tomar nota del color del producto.
Caracterización.
Obtener los compuestos de IR de los dos compuestos, compararlos y señalar las diferencias. Proponer fórmulas para los compuestos, calcular los correspondientes porcentajes de C, H, N y S. compararlos con los determinados experimentalmente. Determinar la suceptibilidad magnética de las dos muestras y en conjunto con el análisis elemental, proponer sus fótmulas.
Resultados.
Síntesis de [NiCl2(PPh3)2] NiCl2*6H2O + 2(PPh3)3 → [NiCl2(PPh3)2] + 6H2O [Ni(C18H15P)2(Cl)2] Sólido color verde oscuro. C=1.00426
R=240
m=0.0545 g
L=1.74 cm
R0=-33
T=293.15 k
P.M=654.18
g/mol
El [Ni(C18H15P)2(Cl)2] presento un momento magnético de 3.72 MB, un valor en el rango de 2.6 a 4 MB, lo que nos indica que tiene 2 electrones desapareados. La geometría que presenta el [Ni(C18H15P)2(Cl)2] es un tetraedro.
Síntesis de [Ni(NCS)2(PPh3)2] Ni(NO3)2*6H2O + 2NaSCN → Ni(NCS)2 + 2NaNO3 + 6H2O Ni(NCS) 2 + 2PPh3 → [Ni(NCS)2(PPh3)2]
[Ni(C18H15P)2(NCS)2] Solido color rojizo. C=1.00426
R=-49
L=1.7 cm
R0=-31 [Ni(NCS) 2(P3)2] se
Para el compuesto que es un compuesto diamagnético.
m=0.0846
T=293.15 k
obtuvo que R era negativa, con lo que concluimos
La geometría del complejo Ni(C18H15P)2(NCS)2 es la de un cuadrado plano.
Gráfica de IR de [Ni(NCS) 2(PPh3)2]
120
100
80
60
Series2
40
20
0 500
1000
1500
2000
Gráfica de IR del complejo [NiCl2(PPh3)2].
2500
3000
3500
4000
110 100 90 80 70 60 Series2
50 40 30 20 10 0 500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
Gráfica de IR del ligante trifenilfosfina.
120
100
80
60
Series1
40
20
0 0
500
1000
Análisis de resultados.
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
Para el caso, [NiCl2(PPh3)2] el valor de la susceptibilidad magnética fue de 3.73 MB, el cual indica que el número de electrones desapareados es de 2, por lo tanto se podría predecir una geometría tetraédrica, siendo este la propiedad de ser un complejo diamagnético, por lo tanto se puede decir que es un complejo con actividad magnética. Por otra parte, la susceptibilidad magnética del [Ni(NCS) 2(P3)2] arrojó un valor diamagnético
debido a que se obtuvo un valor de R negativo. Teniendo una geometría del complejo de cuadrada plana. En cuanto a su espectro IR se observa que en el punto 694, 74.99 se unen el carbono con el nitrógeno y que no posee humedad aparente. En el punto 1387, 78.3 se puede observar al valor de la unión del enlace del oxígeno-hidrógeno. Si hacemos comparaciones los valores del , [NiCl2(PPh 3)2] con los de [Ni(NCS)2(PPh3)2] tienen uniones de enlaces bastantes similares. Pero al hacer la comparación de los valores de IR de los complejos con el ligante puro se puede observar que si hay existencia del complejo de níquel ya que el IR del ligante es diferente al de ambos complejos. Conclusiones
Obtuvimos complejos a los que se les midió el momento magnético y observamos que estos eran diamagnéticos y paramagnéticos. Con ayuda del momento magnético pudimos calcular el número de electrones desapareados y con eso la geometría del compuesto.
Así mismo con ayuda de IR fue posible observar si los complejos sintetizados son los esperados y no solamente un ligante obtenido.
Bibliografía.
Principios de química, W. Atkins, 1980, 2ª edición, p.p. 298-301 Química analítica moderna, F. Pikering, 1980, 1ª edición, p.p. 280, 309
hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/tables/magprop.html https://www.cenam.mx/.../PRE-Medicion%20de%20 susceptibilidad %20magnetica%20...
