Preparacion de Cobalto


Preparación de [Co(NO3)(NH3)5](NO3)2








Bárbara Ortiz Caballero

Química Inorgánica





Introducción
En esta práctica se prepara un complejo de cobalto (III) con amoníaco y nitrato como ligandos. Los complejos amino de cobalto (III) son compuestos en general fácilmente aislables y cristalizables, constituyendo ejemplos típicos de compuestos de coordinación.
Los compuestos de coordinacióndel cobalto(III) son difíciles de obtener, pues son menos estables que los de Co(II). El Co(III) dispone de 6 electrones en los orbitales 3d, lo que hace que el desdoblamiento de esos orbitales en función de la interacción con los ligandos, grupos con pares de electrones solitarios, permita saltos electrónicos por absorción de energía luminosa en el espectro visible, que provoca que el compuestotome colores complementarios espectaculares, muy apropiados para ser visionados en foto digital. Sin embargo a diferencia de los de Co(II), todos tienen simetría octaédrica (sólo se conoce un complejo tetraédico), y excepto con el ligando F-, son de bajo espín lo que indica que todos los electrones están apareados. Por lo tanto la energía de desdoblamiento responsable del color, sólo va adepender de la interacción de los ligandos. Para demostrar la formación de complejos coloreados, se parte de nitrato de cobalto (II), dado que es muy soluble con lo cual se puede preparar una disolución saturada muy concentrada. La oxidación del Co(II) a Co(III) no es fácil ya que los compuestos de Co(II) son mucho mas estables y por otra parte los compuestos de coordinación del Co(III)intercambian difícilmente los ligandos a diferencia de los de Co(II), por ello casi siempre se obtiene una mezcla de los dos complejos, los de Co(II) y los de Co(III).

Objetivos

Preparación de un complejo de cobalto (III) con amoníaco y nitrato como ligandos.




Materiales
-Papel de filtro
-Embudo cónico
-Vasos de precipitado
-Placa calefactora
-Probeta
-Trípode
-Aro con nuez
-Matraz ErlenmeyerReactivos
-3g CoCO3
-15 ml agua
-8 ml HNO3
-1,2g (NH4)NO3
-30 ml NH3
-Disolución H2SO4 concentrado.
-30ml HNO3
-Acetona
-Hielo

Procedimiento
A 3g de carbonato de cobalto(II) suspendidos en 15ml de agua añadimos 8ml de HNO3 concentrado. Cuando todo el carbonato se haya disuelto, filtramos el residuo de color oscuro a través de un filtro de pliegues. A continuación se disuelven 1,2g de nitrato de amonioen la solución filtrada caliente y enfriamos hasta temperatura ambiente.
Como el amoníaco es irritante, las operaciones se realizan en campana de gases.
Añadimos 30ml de amoníaco concentrado y enfriamos la solución en baño de hielo. Una vez este fría, añadimos lentamente y con agitación 15ml de la disolución 6% de peróxido de hidrógeno. La disolución de color oscuro se saca del baño de hielo y secalienta durante media hora hasta que cambie a marrón rojizo y se volatilice el amoníaco. Filtramos otra vez para eliminar un poco de oxido de cobalto, enfriamos y añadimos lentamente los 30ml de HNO3. Calentamos el liquido de color rojo oscuro brillante a la temperatura de ebullición hasta que empiecen a precipitar un sólido.
Enfriamos el hielo, filtramos y lavamos los cristales con 12ml de ácidonítrico y finalmente con acetona. Secamos al aire por succión, pesamos el complejo y calculamos el rendimiento de la reacción.



Cálculos








Cuestiones
1.- Lea el procedimiento.¿Por qué se parte de Co(II) y no de Co(III)?
Porque el Co(III) es muy oxidante y sus sales son inestables en medio acuoso.
E (Co(III) ac/Co(II) ac)=1.84 V
E (O2/H2O)=1.229 V
El potencial estándar del parCo(III)/Co(II) varia mucho en función del entorno del catión. Aunque hay otros factores implicados, los efectos de estabilización por el campo cristalino de los ligandos se ponen de manifiesto cuando vemos que el par se convierte en reductor cuando los ligandos son cianuro. El Co(III) con configuración de espin bajo es inerte a la sustitución de ligandos. Por eso una vez tenemos el complejo con el ligando...