Complejos de cobre

LABORATORIO DE QUÍMICA INORGANICA II PARTE I Complejos de Co(III) 1.−Sintesis de [Co(CO3)(NH3)4]NO3 Diagrama de flujo. Procedimiento experimental. Se disuelven 20 g de carbonato amonico, (NH4)2CO3, en 60 mL de agua, se añaden 30 mL de NH3 concentrado. Por otro lado se disuelven 15.035 g de nitrato de cobalto (II), Co(NO3)2·6H2O (Pm=291.03) en 30 mL de agua. Se mezclan ambas disoluciones agitandode forma constante, dando lugar a una disolución de color violeta. Se añaden a esta 8 mL de H2O2 al 30%, poco a poco, desprendiendo gases. Se calienta la disolución en baño de agua, evitando la ebullicion para no destruir el producto que se desea producir, hasta que el volumen queda reducido a la mitad (aprox. 100 mL). Durante el proceso se van añadiendo porciones de (NH4)2CO3 hasta llegar a 5 gañadidos. Se filtra sobre embudo de cristal con filtro de pliegues y se enfria la disolución en baño de hielo. Tras esto se ha producido la precipitacion de un solido en forma de cristales finos color rojo violaceo. Estos se filtran por succion lavando con agua muy fria, para evitar disolución de producto, y después con etanol. Se seca el producto al aire y se pesa, obteniendo 5.95 g de producto,[Co(CO3)(NH3)4]NO3 (Pm=248.9, 0.0239 moles) La reacción producida es:

Vista la reaccion observamos una relación 1:1 entre reactivo limitante y producto de interes, esto produce un rendimiento de... Co(NO3)2 Pm=183.3 de los 15.035 g de reactivo hidratado, 9.446 son del reactivo de interes, 5.153e−2 moles.

Obtenemos 0.0239 moles de producto.

Cuestiones.

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1.− Si queremos obtener uncomplejo de Co(III), ¿por qué se parte de una sal de Co(II)? 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 estandar del par Co(III)/Co(II) varia mucho en funcion del entorno del cation. Aunque hay otros factores implicados, los efectos de estabilizacion por el campo cristalino de los ligandos se ponen demanifiesto cuando vemos que el par se convierte en reductor cuando los ligandos son cianuro. El Co(III) con configuracion de espin bajo es inerte a la sustitucion de ligandos. Por eso una vez tenemos el complejo con el ligando de interes, podemos oxidar el metal a EO(III). Así el complejo es estable en medio acuoso, puesto que hemos retirado el agua de su entorno de coordinacion y evitado lareacción. La reacción que se produce es:

2.− ¿Es posible oxidar el Co(II) acuoso con peroxido de hidrógeno? Para poder oxidar el Co+2 con peroxido de hidrógeno basificamos el medio con amoniaco para formar el complejo hexaamin que estabiliza el Co+3 rebajando el potencial redox. El peroxido de hidrógeno no es capaz de oxidar el complejo acuoso de Co(II) de forma espontanea, para poderlo oxidar hemosde disminuir su potencial formando otro complejo de menor potencial. 3.− ¿Cómo se coordina el anion carbonato al ion metálico Co(III)? Se comporta como un ligando bidentado, una representacion esquematica podria ser: 2.−Sintesis de [CoCl(NH3)5]Cl2 Diagrama de flujo Procedimiento experimental. Disolvemos 2.51 g del complejo obtenido anteriormente, [Co(CO3)(NH3)4]NO3 (Pm=248.9, 0.01 moles), en 25 mLde agua, añadimos a la disolución 2 mL de HCl concentrado, gota a gota, se produce desprendimiento de un gas, seguimos añadiendo acido hasta que cesa la emision del gas. Adicionamos entonces 5 mL de amoniaco concentrado y se calienta entorno a los 60−70ºC durante 20 minutos, en agitacion. Tras esta calefaccion se continua en las mismas condiciones 30 minutos más añadiendo, mientras tanto, un totalde 40 mL de HCl concentrado en pequeñas porciones. En el proceso se observan cambios en el tono del color de la disolución, aunque siempre dentro de los violetas más o menos oscuros o lechosos. Tras los 30 minutos de calefaccion, se deja enfriar la disolución a temperatura ambiente y aparece un precipitado de cristales color rojo purpura, este precipitado se lava con agua muy fria, decantando...