LABORATORIO N°6

FORMACION DE ÍONES COMPLEJOS CATIÓNICOS Y ANIÓNICOS

OBJETIVOS:

Preparar iones complejos aniónicos

Preparar iones complejos catiónicos

I. FUNDAMENTO TEÓRICO

Un compuesto de coordinación es una especie neutra que contiene uno o

más iones complejos. Los metales de transición tienen una tendencia

particular a formar iones complejos, que a su vez se combinan con otros

iones o iones complejos para formar compuestos de coordinación.

Las moléculas o iones que rodean al metal en un ion complejo se

denominan ligantes o ligandos.

El átomo de un ligando unido de manera directa al átomo del metal

“central” se llama donador y el número de átomos donadores que

rodean al átomo del metal “central” en un ion complejo se define como

número de coordinación.

Los iones complejos pueden ser catiónicos, aniónicos o neutros, según la

carga resultante de la especie.

Formulación

tambien pueden ser los iones moleculares y por medio de los enlaces

covalentes Para escribir la fórmula de los iones complejos se coloca en

primer lugar el símbolo del átomo o ion central y a su derecha se van

anotando los ligandos, siguiendo un orden alfabético basado en los

nombres de los correspondientes ligandos.

Nomenclatura

Los iones complejos aniónicos y catiónicos se aíslan en forma de sales.

Estas sales se nombran como tales, pero con la peculiaridad de que aquí

el anión o el catión (o ambos) son los iones complejos. Es decir:

anión de catión

K3[Fe(CN)6] Hexacianoferrato (III) de potasio[Co(NH3)4Cl2]Cl Cloruro de tetraaminodiclorocobalto (III)

II. MATERIALES EQUIPOS Y REACTIVOS

Tubos de Ensayo, Gradilla, Vasos de precipitados, probetas, pipetas

Sol. de AgNO3 , sol KI , sol ZnCl2, sol de Na (OH). Cu(NO3)2

III. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Preparación de iones catiónicos y anionicos

a) En un tubo de ensayo, verter unas gotas de solución saturada de AgNO3. Añadir unas gotas de solución saturada de KI. Observar. Continúa añadiendo la solución saturada de KI hasta la completa disolución del precipitado.

Preparación de compuestos con iones complejos catiónicos

a) a una solución saturada de AgNO3 agregar unas gotas de HCl hasta la formación de un precipitado blanco. Añadir aproximadamente un ml de amoniaco en solución hasta la dislucion del precipitado. Observar la formación de un complejo catiónico. Desígnelo.

b) A una sol saturada de Cu(N03)2 añadir unas gotas de soiución de NaOH) hasta la formación

de un precipitado. Añadir un exceso de solución de NH4(OH) hasta la disolución del

Precipitado y formación del complejo catiónico. Identifíquelo y desígnelo

c) A un ml de disolución acuosa saturada de Cu SO4 agregar 0,5 ml de amoniaco en

Solución. Observar formación de complejo catiónico.

d) A un ml de una solución acuosa saturada de Ni SO4 agregar 0,5 ml de amoniaco en solución.

Observar formación de complejo catiónico.

IV. RESULTADOS

La plata proveniente del AgNO3 reacciona con los iones I- formando un precipitado de Agl y se establece el equilibrio entre esta sal y los iones en solución acuosa. Al agregar KNO3, éste reacciona con los cationes Ag+ formando un complejo K[AgI2] incoloro + , por lo que disminuye la concentración de Ag+ (aq) desplazando el equilibrio hacia la formación de este catión, disolviéndose el Agl antes formado. La constante de equilibrio de la reacción de formación de AgI es mucho menor que la de formación de AgCl y que la de formación del complejo. Es por esto que es más difícil que el AgI se redisuelva.

Los equilibrios involucrados en estas reacciones son el de solubilidad y el de formación de complejos. AgNO3(ac)+KI AgI+KNO3

AgIpp+KI exceso K[AgI2] incoloro

Interpretación de los resultados:

El cloruro férrico reacciona con el KSCN formando un complejo de color naranja que da el color a la solución. Tanto al agregar cloruro férrico como al agregar KSCN, aumentan las concentraciones del ión férrico y el ión SCN- respectivamente. Este aumento en dichas concentraciones, produce un desplazamiento de la reacción 2 hacia la formación de productos, razón por la cual se intensifica el color naranja de la solución

Por lo tanto hay una disminución en la concentración del ión férrico y la reacción se desplazará hacia reactivos para formarlo. Es por esto que la solución pierde el color naranja que había tomado.

En esta experiencia están presentes el equilibrio óxido-reducción y el de formación de complejos y “gana” uno y otro dependiendo de las concentraciones de los compuestos involucrados.

V. CONCLUSIONES:

Mediante las experiencias realizadas en la primera parte del trabajo hemos verificado la existencia de distintos tipos de equilibrio químico: óxido-reducción, ácido base, de solubilidad, y de iónes complejos. Vale destacar que la existencia de un tipo de equilibrio no excluye a otro.

Esto fue comprobado en la experiencia 4, donde se produce simultáneamente equilibrio ácido –base y de precipitación.

VI. CUESTIONARIO

1 . -Escribir las reacciones completas y balanceadas de la práctica y designe los complejos formados

AgNO3(ac)+KI AgI+KNO3

AgIpp+KI exceso K[AgI2] incoloro

FeCl3+6H2O [Fe(OH2)6]+3Cl-

[Fe(OH2)6]+KSCN Fe(SCN)+2aq+6H2O+K+1

NiSO4(ac)+6H2O [Ni(OH2)6]+SO4-2

[Ni(OH2)6]+2EDTA Ni (NH2 CH2COO)2 +6H2O

CuSO4+6H20 [Cu(OH2)6]+ SO4-2

[Cu(OH2)6+EDTA Cu (NH2 CH2COO)2 +H2O

[Cu(OH2)6+KCN [Cu(CN)2]+ 6H2O+2K+1

2.- ¿ Por qué al reaccionar ei Zn CI2 con Na(OH) forma precipitado, mientras que ai agregarlo al cloruro de hexaammin Zn(II)no ocurre lo mismo?

Ecuación química: ZnCl2 + 2NaOH = Zn (OH) 2 + 2NaCl Zinc Hidróxido es insoluble, lo más probable es formar una especie de precipitado (ppt). El cloruro de sodio es soluble. Pero al usar hexamin es mucho mas estable y asi hace que se disocie y sea soluble.

3,-Definir los siguientes conceptos :

Ligando

 Un ligando es un ión o molécula que se une a un átomo de metal central

para formar un complejo de coordinación. El enlace entre el metal y el

ligando generalmente involucra la donación de uno o más pares de

electrones del ligando. La naturaleza del enlace metal-ligando oscila entre

el enlace covalente y el enlace iónico. Los ligandos en un complejo dictan la

reactividad del átomo central, incluyendo las tasas de sustitución del

ligando, la reactividad de los ligandos a sí mismos, y redox. Los ligandos se

clasifican de muchas maneras: su carga, su tamaño, la identidad del átomo

de coordinación, y el número de electrones donados al metal.

Esfera de coordinación

a esfera de coordinación primaria en un complejo está formada por los ligandos que se encuentran directamente unidos al centro metálico. El número de ligandos de la esfera de coordinación primaria se conoce como número de coordinación. A diferencia de los sólidos metálicos o iónico, los complejos de los metales de transición presentan números de coordinación menores. Los más frecuentes son 2, 4 ó 6. 

Numero de coordinación

El número (o índice) de coordinación (Z) es el número de vecinos más próximos que rodean a un átomo dado. Cuando hay diferentes tipos de átomos, el número de coordinación debe definirse para cada pareja de especies.

Ligando polidentado

Ocupan más de una posición de coordinación. Por ejemplo, la etilendiamina, en, (NH2CH2CH2NH2), el bipiridilo, bipy, son ligandos bidentados (ocupan dos posiciones en la esfera de coordinación del metal), mientras que el AEDT (ácido etilendiaminotetracético) o las porfirinas, son ligando polidentados porque se unen al centro metálico a través de seis o cuatro átomos, respectivamente. Un ligando polidentado es también un agente quelatante porque cuando se une al ion metálico forma un anillo, normalmente de cinco o seis miembros, denominado quelato 

Isómeros eestructurales

Los isómeros estructurales son isómeros que difieren porque sus átomos están unidos en diferente orden. Enseguida se muestran varios ejemplos de isómeros estructurales. 

 Algunas veces los isómeros estructurales se clasifican en

subcategorías. Por ejemplo el butano y el isobutano se denominan isómeros de cadena, el 1-cloropropano y el 2-cloropropano, isómeros de posición y el etanol y el éter dimetílico, en sus grupos funcionales.

Estereoisómeros

Los estereoisómeros no son isómeros estructurales – sus átomos constituyentes están unidos en el mismo orden – los estereoisómeros solo difieren en el arreglo de sus átomos en el espacio. Los isómeros cis y trans de los alquenos son estereoisómeros; si se examinan

los cis y trans 2-buteno que se muestra a continuación puede verse que esto es cierto. 

4 .-describa cuales son los principales factores que afectan la coordinación de los iones metálicos centrales respecto de los ligantes

Dentro de una misma serie de transición, las diferencias producidas en el desdoblamiento por campo cristalino no son muy grandes, pero sí hay cambios notorios dentro de los elementos de un mismo grupo cuando las orbitales de valencia cambian en el orden 3d < 4d < 5d, en el que se observa un aumento en el valor de 10 Dq. Este comportamiento puede explicarse porque la densidad electrónica de las orbitales 5d ocupa un mayor volumen en el espacio que las otras dos, y por lo tanto interactúa más fuertemente con los ligantes. Si se comparan los valores de 10 Dq para algunos complejos se observa que al pasar del Cr al Mo, o del Co al Rh, aumentan en aproximadamente 50% (13200 cm-1 para el [Co (NH3)6]3- y 34100 cm-1 para el [Rh(NH3)6); por otra parte, en los complejos de Ir los valores son aproximadamente 25% mayores que en los complejos de Rh (41000 cm-1 para el [Ir(NH3)6]3- ). Como consecuencia de esta tendencia , puede notarse que los complejos formados con los iones de la segunda y tercera series de transición son casi exclusivamente de bajo espín, mientras que en la primera serie de transición se presentan complejos de ambos tipos.

.- Naturaleza del grupo entrante.

.- Efecto de otros grupos en el complejo. Ligandos trans con respecto al grupo saliente.

.- Naturaleza del grupo saliente.

.- Naturaleza del ión metálico central.

5.-De una explicación termodinámica para la formación de complejos mas y menos estables. Mencione algunos ejemplos.

Cuantos más uniones presente un mismo ligando con el catión central, más difícil será romperlas, y, por tanto, más estable será el complejo. La estabilidad de un complejo aumenta en general, si se sustituyen n ligandos monodentados por un ligando n-dentado.

El incremento en la estabilidad de los complejos con ligandos polidentados proviene principalmente de un efecto entrópico. Se puede entender con base en consideraciones termodinámicas las dos tendencias que rigen las reacciones químicas: la disminución de la entalpía (liberación de calor) y el aumento de entropía (mayor desorden). En las reacciones 1 y 2 se forman cuatro enlaces y la variación de entalpía (∆H) es aproximadamente igual para ambas reacciones. Sin embargo, la segunda reacción implica la unión de tres especies químicas, mientras que en la primera intervienen cinco. Con cinco especies se tienen más grados de libertad (más desorden) que con tres. Por tanto la reacción inversa de la primera está más favorecida que la inversa de la segunda. Es decir, desde un punto de vista entrópico, la segunda reacción tal como está escrita está más favorecida; la variación de entropía favorece la segunda reacción frente a la primera.

Como hemos visto, la estabilidad del complejo aumenta por el efecto quelato de forma que el dietilendiamnacobre(II) es más estable que el tetraamincobre(II).

BIBLIOGRAFIA

EQUILIBRIO Y FORMACION DE COMPLEOS http://www.uclm.es/profesorado/pablofernandez/QG-07-complejos/complejos%20teoria.pdf