Isomero Geometrico - informe PDF

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Química Inorgánica II Programa de Química – Facultad de Ciencias Básicas

Isómeros Geométricos Luis Montegrosa1, Kevin Rada1, Herman Ruiz1 Estudiantes1. Facultad de Ciencias básicas - Programa de química, Universidad del Atlántico, Km 7 Antigua Vía Puerto Colombia, Ciudadela Universitaria, Barranquilla - Colombia. Jul.17, 2019 RESUMEN: Se realizó la síntesis del isómero geométricos del Co3+: trans/Cis-[Co(en)2Cl2]Cl. Para lo cual se sintetizó a partir de la oxidación del cobalto a través del acetato de cobalto estabilizando el complejo adicionando etilendiamina y cloruro de sodio se agitó, luego se añadió adicionado el HCl y peróxido de hidrógeno, se calentó y mediante la evaporación se eliminó el HCl, mediante el enfriamiento y filtración de la disolución se obtuvo el compuesto cristales color verde esmeralda complejo trans. Para el complejo cis se tomó la sal trans preparada, se diluyo en agua destilada y se guardó. Se obtuvieron los cristales morado oscuro se filtró por succión, se lavan con etanol y éter etílico y se secó. Por ultimo se midió el espectro infrarrojo de una muestra solida de los complejos obtenidos entre 4000 y 400 cm-1. Palabras claves: isómero geométricos, oxidación, complejo cis/trans, cristales verdes esmeralda, cristales morado oscuro, espectro infrarrojo. 1. INTRODUCCIÓN

momentos magnéticos, colores, la fuerza de adhesión y reactividades [3].

En los compuestos de coordinación existe una gran variedad de tipos de isomería, entre ellos destacan la isómeros geométricos, ópticos y de enlace. Algunos ejemplos de estos tipos de isomería fueron fundamentales para el establecimiento de la teoría de coordinación propuesta por Werner en 1893 [1].

Los complejos metálicos presentan diferentes tipos de isomería, siendo importante la isomería geométrica por lo cual el objetivo de la practica fue preparar dos complejos octaédricos de cobalto (III) utilizando reacciones de sustitución y oxido-reducción.

Se denomina que dos o más compuestos son isoméricas si tienen la misma fórmula empírica, pero al mismo tiempo difieren en sus propiedades físicas y químicas, generalmente la diferencia en las estructuras se mantiene aún en disolución, en el caso de los isómeros geométricos difieren en la distribución espacial de los ligantes alrededor del átomo central [2]. Ilustración 1. Isómero trans del cobalto (III)

Los isómeros geométricos son complejos metálicos en los que los ligandos de coordinación están presentes en la misma proporción, pero puede variar en la disposición de los ligandos alrededor del átomo metálico central, los isómeros geométricos tienen a menudo diferentes propiedades, como 1

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está coordinado por ciertos ligandos en este cado la etilendiamina, además cabe aclarar que se parte la síntesis de un compuesto de cobalto (II) puesto que las reacciones de sustitución se producen con gran rapidez [6]. Con este viraje en el color se pudo verificar la oxidación del cobalto.

Ecuación 1. Cambio de estado de oxidación 2+ al estado de oxidación 3+ Finalmente se adicionó peróxido de hidrogeno al y ácido clorhídrico y luego un excedente adicional de peróxido de hidrogeno con agitación constante, esto se realiza porque se requiere que en presencia de este ácido el compuesto trans se hace menos soluble, el complejo formado: [Co(en)2Cl2]Cl, el número de coordinación es seis donde dos pares de electrones son donado al ion Co3+ por cada ion cloruro y cuatro pares de electrones restantes son donado por los dos ligandos de etilendiamina, el ligando de etilendiamina es bidentado por lo que se forma dos enlaces al metal por la etilendiamina [7].

Ilustración 2. Isómero Cis del cobalto (III)

2. RESULTADOS Y DISCUSIÓN: PARTE EXPERIMENTAL Preparación del isómero TRANS: se tomó en un vaso de precipitados 4 g de acetato de cobalto II de color rojo apagado y 1,95 g de NaCl, a esta mezcla heterogénea se le adicionaron 15 mL de una disolución de etilendiamina al 10% previamente preparada, se agito vigorosamente hasta disolver los cristales de NaCl y acetato de cobalto II, la mezcla tomo un color vino tinto, cambio a un tono más violáceo. En este proceso se ha formado un complejo el cual está constituido por un centro metálico, en este caso el cobalto y como ligandos el cloro y la etilendiamina, la formación de cierto isómero se ve favorecida por las condiciones a las que es sintetizado, por ejemplo el pH, la temperatura o tipo de disolvente [4]; en el complejo formado el Co 3+ es inestable en un entorno acuoso, y por tanto se reduce fácilmente de nuevo a Co 2+ para evitar esto se utilizó el ligando etilendiamina de esta manera el Co 3+ formado se estabilice y se conserve en el estado de oxidación más alto [5], es decir que el cobalto se encuentra en su forma más estable cuando

Co(CH 3COO)2 + 2C2H 4(NH2) 2 + NaCl

[Co(en)2Cl 2] + + 2(CH3COO)Na

Ecuación 2. Reacción formación de complejo isómero geométrico del [Co(en)2Cl2]+. La disolución resultante se sometió a baño maría por unos minutos para evaporar el agua y el HCl sobrantes en la solución, la evaporación se continuó mediante calentamiento directo en dos recipientes para mayor eficiencia. Cuando se evaporó casi la totalidad del agua presente, se suspendió el calentamiento y se filtró la solución, los cristales obtenidos de color verde esmeralda se lavaron con una solución 1:1 de etanol-éter etílico y luego con etanol. [Co(en)2 Cl2] + + Cl -

2

[Co(en) 2Cl2 ]+Cl -

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Ecuación 3. Reacción formación isómero geométrico Trans Cloruro de dicloro(bisetilendiamina) Cobalto (III)

Se pudo realizar con eficacia el método se sustitución en disolución acuosa para la preparación de complejos, pero se debe tener en cuenta la concentración del peróxido de hidrogeno puesto que el utilizado era comercial lo que influyo a que durante el proceso de formación y perdida de agua durante el calentamiento por lo cual el cambio de color de la mezcla fue más lenta de a azul oscuro para obtener los cristales verdes esmeralda obtenidos durante la filtración y el lavado, cabe afirmar que el compuesto obtenido fue el Trans - Cloruro de dicloro(bisetilendiamina) Cobalto (III) puesto que al comparar con la literatura corresponde al mismo color.

H

CH3 O

3. CONCLUSIÓN

+

NH2

O Co

N

H

O

O

-

H2 N

+

Co

CH3 N

+

Na CH3

CH3

H

H

NH2 NH2

Cl H

H H + N

O

2 Na

H

N HH

+

+

H + N

N

Co N H H

HH

H H + N 2-

NaCl

3-

Co

+ CH3

+

H + N

+

+

N HH

Cl



HCl/H 2O 2 +

Cl H+ H N

H H+ N

Cl Co

-

4. REFERENCIAS

3-

+

N

N H H

+

HH

[1]. P. O’Brien, J. (1982).The preparation and characterization of the geometric isomers of a coordination complex: cis- and trans-bisglycinato copper(II) monohydrates. Journal of Chemical Education, pp. 1052.

Cl

Ecuación 4. Mecanismo de reacción formación de complejo Trans - Cloruro de diclorobis(etilendiamina) Cobalto (III). Para la síntesis del cloruro de cis-diclorobis (etilendiamina) cobalto (III) se vio favorecido mediante la conversión del compuesto trans al adicionar agua que sustituye a un ligando monodentado (Cl-), lo que permite dar origen a un complejo intermedio con una carga 2+, la concentración de los iones cloro aumenta y por tanto estos desplazan al agua, así ocupando los orbitales vacíos del complejo por la nueva disposición espacial de la etilendiamina generando el compuesto cis [8]. [Co(en)2 Cl2]+ + H 2O

[Co(en)2(H2O)Cl]2+ + Cl-

[Co(en) 2(H2O)Cl]2+ + Cl-

[Co(en) 2Cl 2]+ + H2O

[2]. Huheey J. Química Inorgánica. Principios, estructura y reactividad. Cuarta Edición. Press México S.A. de C.V. 1997. México.411-415,460-475.

[3]. Galarza, E.; Bolaños, A.; Ochoa R.; De la Parra, A. Guías de Laboratorio de Química Inorgánica. Síntesis y caracterización de compuestos de coordinación: Isómeros geométricos II Departamento de Química. Facultad de Ciencias Naturales y Exactas. Universidad del Valle. Cali-Valle del Cauca.2012. Pp 75.

. [4]. WELLS, A. Química Inorgánica estructural. 1ra ed. Clendon prees, Oxford

.

1978, pp. 992. 3

Química Inorgánica II Programa de Química – Facultad de Ciencias Básicas

[5]. HOUSECROFT, C. Química inorgánica. 2da ed. Pearson educación, S.A; Madrid (España) ,2006. pp. 622.

[6]. Basolo Fred, Busch Rodolfo H., Johnson Ronald Química de los compuestos de coordinación: la química de los complejos metálicos. Editorial Reverte, 2001. pp 87

[7]. The Synthesis of transDichlorobis(ethylenediamine)cobalt(III)Chloride http://infohost.nmt.edu/~jaltig/CobaltComplex.p df pp 3. (consultado 29/01/2019).

[8]. HOUSECROFT, C. Química inorgánica. 2da ed. Pearson educación, S.A; Madrid (España) ,2006. pp. 622

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