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U.A.G.R.M-FARMACIA/QMC-20115 de octubre de 2020

LABORATORIO Nº4 FORMACION DE IONES COMPLEJOS 1.-OBJETIVOS   

diferenciar mediante ecuaciones los complejos de los precipitados. Interpretar las reacciones de formación de complejos. Conocer la importancia y la aplicación de los iones complejos en el análisis químico cualitativo.

2.-FUNDAMENTO TEORICO Los compuestos de coordinación también denominado complejos, son compuestos en los que un átomo o un ion metálico “coordinan” es decir, liga directamente hacia un cierto número de moléculas neutras o de iones negativos, llamados ligantes. 3.-MATERIALES Y REACTIVOS Materiales: Tubo de ensayo, gradillas, pizeta, cepillo, pipeta y vaso precipitado.

4.-DESARROLLO DE LA PRÁCTICA EXPERIENCIA Nº1 Formación de complejos  Colocar en diferentes tubos de ensayo, cotas de los siguientes iones: Fe++, Ag++, Cu++, Ni++, Hg++, Zn++.  Agregar por separado a cada tubo gotas de soluciones de: NH3, CN, SCN y OH-, hasta observar un cambio en su aspecto físico.  En los tubos donde observe precipitado agregue un exceso de reactivo.

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U.A.G.R.M-FARMACIA/QMC-20115 de octubre de 2020  Anote sus características de cada uno. 4.1-esquema de la práctica:

https://www.youtube.com/watch?v=mGQeUc5Kod8

https://www.youtube.com/watch?v=BbJGOy2HOzc

https://www.youtube.com/watch?v=CYatlf0Gs2I

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U.A.G.R.M-FARMACIA/QMC-20115 de octubre de 2020 Tabla con sus respectivas características de cada uno de sus iones

4.2-CALCULOS En la experiencia Nº1.- observe la información de precipitados y la formación de complejos Interprete las ecuaciones.

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CUESTIONARIO Nº4 FORMACION DE COMPLEJOS 1.- ¿investigue que tipos de ligados existen y de ejemplos de los mismos? Los aniones o moléculas capaces de actuar como ligandos deben poseer átomos que cuenten al menos con un par de electrones de valencia no compartidos. Estos átomos se encuentran en la esquina superior derecha de la tabla periódica, y entre ellos los más importantes son el oxígeno y el nitrógeno, dando paso luego al carbono, fósforo, azufre, cloro, flúor, etc. Los ligandos son aquellas especies que rodean al ion central en número variable. Existen tres tipos de Ligandos: 

1.-ligandos monodentados (neutros o moleculares): Los ligandos de este tipo poseen un único punto de anclaje al núcleo de coordinación, de allí el nombre monodentado que quiere decir un único diente. Son moléculas cuya carga es igual a 0.

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2.-ligandos polidentados o agentes quelantes: Los ligandos de este tipo son capaces de establecer dos o más uniones simultáneas con el núcleo de coordinación, pueden ser bidentados, tridentados, tetradentados etc... Muchas veces se utiliza a los agentes quelantes como agentes precipitantes, ya que al ser capaces de establecer dos o más uniones simultáneas también pueden funcionar como "puentes" entre dos o más núcleos de coordinación, facilitando la formación de enormes agregados macromoleculares que precipitan con facilidad. Entre este tipo de compuestos encontramos por ejemplo a los aniones fosfato (PO3−4), carbonato (CO2−3), oxalato (-OOC-COO-), etilendiamina (NH2-CH2CH2-NH2) y bipiridina. Un ligando polidentado de enorme importancia por la cantidad de aplicaciones que tiene es el EDTA, el EDTA posee seis sitios de unión. 3.-ligandos ambidentados o ligandos iónicos: Este tipo de ligandos podría considerarse un caso especial de los ligandos polidentados, porque poseen más de un átomo capaz de donar pares de electrones no compartidos, sin embargo poseen un tamaño demasiado pequeño como para ser capaces de donar electrones con ambos átomos a la vez, y en lugar de ello se enlazan de una manera u otra dependiendo de las circunstancias. Dentro de este grupo encontramos por ejemplo a los aniones tiocianato (S=C=N-), nitrito (O=N-O-) e isotiocianato (NC-S-)

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Si se trata de un complejo ANIONICO se utiliza la raíz del nombre del átomo central seguida de la terminación ATO, y al final entre paréntesis se escribe el estado de oxidación del átomo central con números romanos (Sistema de Stock). Por ejemplo: [Fe(CN)5(H2O)]2−: ion aquapentacianoferrato (III)

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U.A.G.R.M-FARMACIA/QMC-20115 de octubre de 2020 Si se trata de un complejo CATIONICO o NEUTRO no se añade ningún sufijo al nombre del átomo central. Por ejemplo: [Ni(CO)4] tetracarbonilníquel (0) [Fe(H2O)6]2+ion hexaaquahierro (II) Las sales de iones complejos se denominan como cualquier otra sal, teniendo en cuenta el nombre del anión o catión complejo. Por ejemplo: K4[Fe(CN)6] hexacianoferrato (II) de potasio Mg2[Ni(NCS)6] hexakis (isotiocianato) niquelato(II) de magnesio [Co(H2O)6]Cl2 cloruro de hexaaquacobalto (II) [Cu(NH3)4]SO4 sulfato de tetrammincobre (II) [CoBr2(en)2]Cl cloruro de dibromobis (etilendiamina) cobalto (III) [Pt(NH3)4][PtCl6] hexacloroplatinato (IV) de tetramminplatino (II) 2.-Escribas 5 ejemplos de complejos más comunes que existen y realice su estereoquímica….

3.- ¿Qué se entiende por número de coordinación? El número de coordinación de un núcleo de coordinación en es directamente el número de pares de electrones que recibe de los átomos del o de los ligandos. Este valor depende del tamaño del núcleo de coordinación y del tamaño de los ligantes que participan en el complejo. Por ejemplo el hierro Fe3+ se coordina con hasta 6 aniones fluoruro para formar el complejo [Fe(F)6]3−(número de coordinación = 6), pero solo puede coordinarse con hasta 4 iones cloruro [Fe(Cl)4]−(número de coordinación = 4) debido al tamaño mayor de este último. 4.- ¿Qué tipos de elemento son los que más fácilmente forman complejos? Los que forman fácilmente complejos son los metales de transición (ion central), que son ácidos relativamente fuertes formando complejos muy estables, mientras que los cationes de los metales más electropositivos como los del bloque s y p son ácidos más débiles y forman menos complejos. 5.- ¿Cuál es la importancia de los complejos en la química analítica? En análisis cualitativo es muy frecuente la observación de la formación de complejos, es muy importante para separación y/o identificación, también para:

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U.A.G.R.M-FARMACIA/QMC-20115 de octubre de 2020    

Estabilizar los iones inestables. Sirve para identificar determinados cationes. Sirve para disolución de precipitados o aumento de solubilidad. Sirve para disolución de precipitados en exceso de reactivo.

6.- ¿Cómo se mide la estabilidad de los complejos en solución? La estabilidad o inestabilidad de un ion complejo en solución, viene expresada por el valor de la constante de equilibrio o constante de estabilidad Ki. Cuanto más grande sea el valor de Kf, mayor será su estabilidad, o de otra manera, un valor grande de Ki significa una formación completa (o una pequeña disociación) del ion complejo.

La estabilidad de un complejo en solución se juzga por la magnitud de la constante de equilibrio para la formación del ion complejo a partir del ion metálico hidratado. 7.- ¿Explique la diferencia entre complejos lábiles y complejos inertes? Ejemplos Si consideramos una reacción de intercambio de ligandos esta se desarrollara con una velocidad de reacción característica ej.

Encontramos:  

Complejos lábiles: son aquellos que intercambian ligando muy rápidamente, como es en el caso anterior. Complejos inertes: la sustitución de ligandos es un proceso que tiene lugar muy lentamente. Así el a diferencia del complejo de cobre tarda unas 40 hrs a 20ºC en sustituirse el H2O por NH3.

8.- ¿Indique las aplicaciones industriales de los iones complejos (compuestos de coordinación) con ejemplos? Las Aplicaciones de los compuestos de coordinación son numerosas, pues se utilizan como colorantes, medicamentos, catalizadores, secuestradores metálicos, quelatantes, vitaminas, conductores, en analítica etc. En esta sección se describen algunas de sus aplicaciones. Aplicaciones industriales 1.-Secuestro de iones metálicos: En muchos procesos industriales la presencia de iones metálicos extraños causa problemas debido a que pueden tener efectos adversos en la calidad del producto. Para reducir al mínimo la cantidad de ion metálico libre se utilizan agentes quelatantes del mismo tipo de los usados en química analítica, que también se conocen como agentes secuestrantes. Los iones metálicos pueden ser nocivos en la industria textil (en el blanqueo y teñido, al formarse sales metálicas poco

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U.A.G.R.M-FARMACIA/QMC-20115 de octubre de 2020 solubles), en las calderas (por formación de sedimentos o depósitos que se adhieren a ellas), en la estabilidad de grasas y aceites (al catalizar su oxidación). En la industria, hay tres tipos de agentes secuestrantes que se usan preferentemente: 1. Polifosfatos. 2. Ácidos aminopolicarboxílicos. 3. Algunos ácidos hidroxicarboxílicos. 

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POLIFOSFATOS: Son ampliamente utilizados como aditivos en jabones y detergentes por su capacidad de formar complejos hidrosolubles con iones como el calcio y el magnesio. un ácido aminopolicarboxílico, tiene muy diversos usos, entre otros, la eliminación de depósitos de calderas y en la industria de jabones y detergentes ya que forma complejos muy estables al calentamiento y en medio alcalino con iones como el calcio y el magnesio. ACIDOS HIDROXICARBOXILICOS: Los ácidos hidroxicarboxílicos más usados industrialmente son los ácidos glicónico y cítrico, y en menor grado, el tartárico y el sacárico. Estos ácidos se utilizan en la limpieza de metales, en la estabilización de frutas congeladas pues evita la oxidación del ácido ascórbico (catalizada por metales), y en procesos de electrodeposición. Los complejos de los ácidos hidroxicarboxílicos son menos estables que los de los ácidos aminopolicarboxílicos, en especial en soluciones de pH inferior a 11. Sin embargo, a pH superiores los primeros se ionizan produciendo los aniones que son mejores ligantes que los ácidos. EXTRACION Y SEPARACION DE METALES: La extracción y purificación de metales de los minerales puede hacerse por procesos hidrometalúrgicos y por extracción con solventes, que son generalmente agentes quelatantes.

2.-COLORANTE: La mayoría de los colorantes son compuestos orgánicos que contienen grupos cromóforos. Sin embargo, algunas de sus propiedades pueden mejorarse con iones metálicos. Por ejemplo, la estabilidad a la luz de los colorantes diazoícos es mayor cuando se forman complejos de cobre. Un grupo muy importante de pigmentos y colorantes sintéticos está constituido por los complejos de ftalocianinas con metales tales como Cobre, Níquel, Hierro y Cobalto.

6.-CONCLUSION Basándome en la práctica teórica de este laboratorio de formación de complejos pude analizar e investigar un poco más a fondo sobre este tema y la principal causa que más afecte a la estabilidad de un complejo que es la fortaleza de la unión de un ligantes-metal. Mientras más estable es el complejo mayor es la carga del catión y teóricamente mientras más uniones presenten un mismo ligando con el catión central, más difícil será romperlas y por tanto más estable será el complejo. En los esquemas vimos la unión de los cationes con los ligandos que formaban complejos con diferentes características en su color, esto pasa porque el complejo mientras más estable este será más difícil romper y es por eso la formación de sus colores en base a sus ligandos/cationes.

7.-BIBLIOGRAFIA http://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/1653/Capitulo1.pdf http://depa.fquim.unam.mx/QI/ncoord/ncoord.htm https://es.slideshare.net/GustavoAlarcon16/estabilidad-de-complejos#:~:text=La %20estabilidad%20o%20inestabilidad%20de,o%20constante%20de%20estabilidad%20Ks. http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/REACCIONES_8707.pdf Diapositiva de las clases teóricas y prácticas virtuales de la Dra. y la aux.

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