Estabilidad EN Compuestos DE Cordinacion PDF

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ESTABILIDAD EN COMPUESTOS DE COORDINACIÓN Jhon Cesar Escobar Grueso [email protected] Universidad Santiago de Cali, Facultad de Ciencias Básicas, Programa de Química, Laboratorio de Química Inorgánica II Santiago de Cali, Colombia Marzo 10 de 2021 RESUMEN: Se determinó la estabilidad en compuestos de coordinación comparando la interacción de los iones metálicos 𝐶𝑜2+, 𝐶𝑢2+, 𝑍𝑛2+ con ligando de formiato y oxalato. Además con ligando monodentados y bidentados. Utilizando dos series de tubos de ensayos, a una serie se le adicionó 2mL de disolución de formiato de sodio 1M, a la otra serie se le agregó 1mL de oxalato de potasio 1M. Teniendo como resultado la no reacción ( ningún cambio de color) cuando se utilizó formiato, pero si hubo reacción (cambio de color) cuando se utilizó el oxalato formando precipitados en los iones de 𝐶𝑜2+, 𝐶𝑢2+, 𝑍𝑛2+. Debido a que formaban una estructura más estable y a que el oxalato es un ligante bidentado, además forman precipitados debido a las cargas +2 y -2 que tiene. Rectificando que un compuesto de coordinación es el que resulta de la unión de ácido o una base, en los cuales los llamados ligantes son bases los cuales pueden ser aniones o moléculas neutras.

Palabras claves: Estabilidad, ligando, complejos,formiato, oxalato.

INTRODUCCIÓN: Un compuesto de coordinación o complejo se forma cuando una base de Lewis se enlaza a un centro metálico (átomo o ion) que es un ácido de Lewis. En un compuesto de coordinación, las bases de Lewis, moléculas o iones que poseen átomos con pares electrónicos libres (dadores), se denominan ligandos. Según el número de enlaces que forme el ligando con el centro metálico, se clasifican en: ● Monodentados, si forman sólo un enlace M-L (H2O, NH3 , Cl- , O 2-, piridina). ● Bidentados, si forman dos enlaces M-L (acetilacetonato, etilendiamina, oxalato). ● Polidentados, si forman tres o más enlaces M-L (etilendiaminotetraacetato, AEDT). Los ligandos bidentados y polidentados se unen al centro metálico formando un anillo por lo que se les denomina “quelatos” ya que se unen al metal como una pinza (del griego Kele que significa pinza) lo que les aporta una estabilidad adicional. Número de coordinación, es el número de átomos dadores unidos al centro metálico. Los más comunes son cuatro y

seis. El conjunto de ligandos unidos por enlace covalente dativo al centro metálico forman lo que se denomina su esfera de coordinación. Los iones metálicos en disolución acuosa generalmente forman complejos del tipo [M(H2O)6] n+.Sin embargo, si el metal es enlazado por ligandos con carga, puede llegar a producir un compuesto de coordinación neutro que podría ser insoluble y, por lo tanto, podría precipitar. El objetivo de esta práctica es Comparar la interacción de los iones metálicos Co2+, Cu2+ y Zn2+ con los ligandos, Formar compuestos con fórmula [M(formiato)2] y [M(oxalato)]; M es metal y por último Comprobar la estabilidad relativa de complejos con ligandos monodentados y bidentados (efecto quelato). RESULTADOS:

1

2

Tabla 1. Observaciones de la interacción de aniones formiato y oxalato con los cationes 𝐶𝑜2+, 𝐶𝑢2+, 𝑍𝑛2+.

Ligando adicionado

Formiato de sodio 1M

Formiato de sodio 1M

Formiato de sodio 1M

Cationes

Co2+

Cu2+

Zn2+

Color inicial

rojo suave

azul

transparente

Cambio observado al agregar el ligando

rojo suave, ningún cambio

azul ningún cambio

transparente ningún cambio

Ligando adicionado

Oxalato de potasio 1M

Oxalato de potasio 1M

Oxalato de potasio 1M

Cationes

Co2+

Cu2+

Zn2+

Color inicial

rojo suave

azul

transparente

Cambio observado al agregar el ligando

rojo precipitado

azul precipitado

blanco precipitado

Tabla 2. Reacciones 𝑁𝑖(𝑁𝑂3)2 con NaOH Reacción

pH del ligante

pH de la mezcla

Observaciones

2 mL de 𝑁𝑖(𝑁𝑂3)2 + gotas de NaOH

14

9

Al inicio era color verde y con la mezcla se mantuvo de ese color sólo que se puso turbio

DISCUSIÓN DE RESULTADO: Los siguentes resultados obtenidos, se deben a que teniendo en cuenta las estructuras de los ligandos y que se añadió un volumen doble de formiato que de oxalato: los productos de cada caso son: formiato de cobalto (II) {Co (HCO2)} formiato de cobre (II) {Cu (HCO2)} formiato de zinc (II) {Zn (HCO2)}

A continuación las estructuras de los productos esperados en cada caso.

Lo que se observó al adicionar los ligandos ya fuera formiato u oxalato es que El oxalato sí pudo coordinar con el cobalto, cobre y zinc, ya que formaban una estructura más estable debido a que el oxalato es un ligante bidentado, además forman precipitados debido a las cargas +2 y -2 que tiene. El formiato es monodentado, por lo que se necesitan 2 formiatos para equilibrar las cargas con el cobalto, cobre y zinc, por lo tanto es menos estable. Las características de los ligandos que favorecen una mayor estabilidad en los complejos son: que sea bidentado y no monodentado, es decir, por los pares electrónicos libres porque la estructura de un ligante bidentado tiende a interactuar con cargas positivas, teniendo más interacción que uno monodentado, y basándonos en los pH de los compuestos se concluye que mientras el pH sea más básico el compuesto será más estable y mientras sea un pH ácido será menos estable. En la segunda parte, a 1 tubos de ensayo se le agregaron 2 mL de una disolución de 𝑁𝑖(𝑁𝑂3)2 y a este se le determinó el pH, concluyendo que mientras el pH sea más básico el compuesto será más estable y mientras sea un pH ácido será menos estable, es decir, el pH está en función de los diferentes tipos de ligantes ya sea mono o bidentado, en tanto que el pH disminuye por la presencia de protones H+ liberados por el ligante al momento de coordinarse con el metal CONCLUSIONES: De acuerdo a la práctica realizada podemos afirmar que cada catión cobalto, cobre y zinc al agregarle oxalato o formiato va a depender la estabilidad por sus estructuras en cada uno de ellos, por ejemplo el oxalato tiene dos oxígenos libres mientras formiato sólo tiene uno, lo cual al tener más oxígenos libres va darle más estabilidad al compuesto de coordinación. El compuesto de coordinación es el que resulta de la unión de un ácido o una base, en los cuales los llamados ligandos son principalmente bases los cuales suelen ser aniones o moléculas neutras, en el caso de algunas reacciones se pudo observar cómo formaban un precipitado debido a la presencia de los iones metálicos en medio acuoso ya que se formaban compuestos neutros.

REFERENCIAS: https://books.google.com.co/books?id=8nmy_fmA3lMC&pg=PA113&dq=estabilidad+en+co mpuestos+de+coordinaci%C3%B3n&hl=es&sa=X&ved=2ahUKEwiWgrXeuKbvAhXExFkKH VCAAecQ6AEwAHoECAEQAg#v=onepage&q=estabilidad%20en%20compuestos%20de%2 0coordinaci%C3%B3n&f=false

https://books.google.com.co/books?id=3fJGLwvjbRAC&printsec=frontcover&hl=es#v=onepa ge&q&f=false Manual de Prácticas de Química Inorgánica Laboratorio, UNAM Brown, T. Química la ciencia central. Editorial Pearson Educación, Novena Edición, México, 2004, 1152 pp....