Intercambio ionico

Separación de complejos de cromo utilizando una columna de intercambio iónico.
Universidad de los Andes, Departamento de Química, Laboratorio de Inorgánica II
Estefanía Riveros 200721496
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En este experimento se prepararon tres diferentes complejos de cromo, CrCl2(OH2)4+, CrCl(OH2)52+, Cr(OH6)3+, partiendo de la salCrCl3*6H2O.
Se utilizó la técnica de cromatografía por intercambio iónico para obtener cada complejo en su estado puro y se caracterizaron cada uno por su UV. Finalmente se identificaron las fracciones molares de cada complejo en la solución stock de Cr(III) “envejecida”.

Palabras Clave: Espectrofotometría UV, Complejos de Cromo(III), Cromatografía de intercambio iónico

1. Datos yobservaciones

En la siguiente Tabla 1 se obtuvo de las mediciones de los espectros UV de los complejos puros.

Complejo | λ (nm) | Absorbancia (A) | λ (nm) | Absorbancia (A) | λ (nm) | Absorbancia (A) |
CrCl2(OH2)4+ | 398 | 0.263 | 446 | 0.486 | 635 | 0,527 |
CrCl(OH2)52+ | 431 | 0.190 | 617 | 0.155 | ---------- | -------------- |
Cr(OH6)3+ | 416 | 0.248 | 587 | 0.196 | ---------- | -------------- |Tabla 1. Absorbancia y longitud de onda de los complejos puros de Cromo (III).

La siguiente Tabla 2 se obtuvo de las mediciones de los espectros UV de los complejos presentes de la solución stock.

Complejo | λ (nm) | Absorbancia (A) | λ (nm) | Absorbancia (A) |
CrCl2(OH2)4+ | 446 | 0.553 | 635 |0.584 |
CrCl(OH2)52+ | 446 | 0.167 | 655 | 0.168 |
Cr(OH6)3+ | 419 | 0.098 | 593 | 0.075 |
Tabla 2. Absorbancia y longitud de onda de los complejos presentes en la solución stock.

Los volúmenes de cada complejo presentes en la solución stock fueron los siguientes:
CrCl2(OH2)4+ -> 25mL
CrCl(OH2)52+ -> 18mL
Cr(OH6)3+ -> 10mL

2. Análisis de Resultados

Lasal CrCl3*6H2O realmente tiene un estructura trans-[CrCl2(OH2)4]Cl*2H2O], cuando se encuentra en una disolución acuosa sufre una reacción de acuación. Una reacción de acuación implica la sustitución de un ligando (distinto de agua) por una molécula de agua1. El cambio de Cl- por una molécula de agua aumenta el impedimento estérico alrededor del metal lo que forza la salida del anión, formando uncomplejo pentacoordinado. A medida que la carga del catión aumenta más difícil será eliminar el anión Cl- por lo que para la obtención de los complejos CrCl(OH2)52+, Cr(OH6)3+ es necesario aplicar calor para aumentar la cinética de las reacciones, esto da como resultado el aumento de la velocidad de disociación del anión Cl-. Las reacciones ocurridas son las siguientes:

* Reacción para laobtención del CrCl(OH2)52+ :



* Reacción para la obtención del Cr(OH6)3+ :

La cromatografía de intercambio iónico está basada en la atracción entre los iones de soluto y los centros unidos a la fase estacionaria. Los intercambiadores iónicos son grupos que están cargados negativamente o positivamente, y dependiendo de su carga atraen a los cationes o aniones del soluto. Los intercambiadorescatiónicos son grupos cargados negativamente que por enlaces covalentes están unidos a la fase estacionaria y atraen a los cationes del soluto2. El intercambiador utilizado en esta práctica es una resina Dowex 50W-X8, que es una partícula amorfa de material orgánico. Las resinas de poliestireno se obtienen por copolimerización de estireno y varios isómeros del divinilbenceno. El divinilbenceno unemediante un enlace cruzado las cadenas de poliestireno (figura1), dependiendo de la cantidad utilizada de este monómero se afectan las propiedades físicas y la solubilidad como también las propiedades de intercambio iónico de la resina. También el enlace cruzado afecta el tamaño de los poros de la resina por lo que es necesario que se utilicen moléculas pequeñas para que estas tengan la...