Tanabe Sugano - Nota: 4,4 PDF

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ANALISIS ESPECTROMETRIA ULTRAVIOLETA RESUMEN Se realizó cuatro soluciones de 2 mL a diferentes concentraciones del complejo antes sintetizado tris oxalato cromato (III) de potasio trihidratado y se tomó su espectro UV experimental. Además se hallaron las energías de las bandas teóricas para comparar si se asemejaban a las experimentales. Palabras clave: ultravioleta, complejos.

INTRODUCCIÓN Para el estudio de los compuestos de coordinación se han desarrollado diferentes formas por ejemplo por medio de espectros se observa el comportamiento de cada uno de las especies presentes en cada complejo, una herramienta muy utilizada para comprender los espectros y poder tener una base teórica son los diagramas de Tanabe-Sugano por medio de los cuales se pueden predecir las absorciones en el UV-Visible y el IR (espectro infrarojo), con estos diagramas se puede hacer un cálculo estimado de las energías de desdoblamiento del campo ligando y son muy útiles al compararlas con los datos tomados experimentalmente.

Se tomó 1 mL de cada solución y se diluyo nuevamente hasta 2 mL para bajar su concentración. Tomando el espectro UV con las soluciones de nueva concentración, se obtuvo lo siguiente: λ1 384 Solución 1 2 3 4

mol/L 0,00815 0,0069 0,00435 0,00353

0,87544 0,97174 0,61558 0,51195

λ4 700

banda 1 384 nm

Se realizó 4 soluciones partiendo desde una masa de 15,9 mg de tris oxalato cromato (III) de potasio trihidratado y a partir de esa se tomaron valores menores de masa. Las soluciones fueron preparadas en balones de 2 mL y llevadas al espectro UV.

1.2

Las 4 soluciones fueron diluidas para disminuir su concentración, por ende se tomó 1 mL de cada solución y se aforo nuevamente hasta 2 mL. A partir de las primeras concentraciones se halló la nueva concentración con ecuación de dilución.

0

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

0,0159 0,0135 0,0085 0,0069

λ3

Se realizó una gráfica para cada una de las bandas para mostrar la regresión lineal y la relación absorbancia contra concentración.

MÉTODOS

Masa (g)

λ2

570 697 Absorbancia 0,53030 0,05067 0,62951 0,05634 0,34753 0,04128 0,30188 0,04337

Volumen (mL) 2 2 2 2

Concentración (mol/L) 0,0163 0,0138 0,00871 0,00707

1 f(x) = 137.21 x + 0.02 R² = 1

0.8 0.6 0.4 0.2 0

0

0

0

0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01

banda 2 570 nm 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0

f(x) = 100.4 x − 0.07 R² = 0.99

0

0

0

0

0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01

banda 3 697nm

espín. Los valores observados en las ordenadas son

E β

de los cuales despejamos E, así:

0.06 0.05

f(x) = 4.34 x + 0.03 R² = 0.87

0.04 0.03

 

0.02 0.01 0 0

 0

0

0

0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01

Espectro teórico del metal:

E =26 → E =26 . 628,83=16349,58 β E =40 → E= 40 .628,83 =25153,2 β E =59→ E =59 . 628,83 =37100,97 β

Luego se construye la curva para d3 tomando valores en las abscisas cualesquiera y trazando las

V2 . V1

3+¿ 3 d Cr ¿

perpendiculares para obtener

11 1

El espectro UV experimental obtenido, se observa a continuación:

∑ ml=2+1=3 ∑ ms=3/2 S = 2 (3/2) + 1= 4 J = [3+3/2 ] a [3−3/2 ]=9 /2 a 3/2 4F 4F 4F 4F 3/2

5/2

7/2

9/2

Como el llenado es menos a la mitad el estado 4F fundamental es: 3/2

Para determinar

∆ 0=f . g .10

∆ 0 se tiene la siguiente fórmula: Ilustración 1: Espectro UV experimental

3

Aplicándola con los valores en tabla para el complejo trabajado:

∆ 0=( 0,98 ) . ( 17,4 ) .10 3=17052 cm−1 Luego se determina β :

β=β ION LIBRE . ( 1−h. k ) β=918 . ( 1−( 1,5 ) .(0,21))=628,83 Seguido se halla

∆0 β

para poder tener la abscisa del

tanabe sugano :

∆0 17052 =27,11 = β 628,83 Se proyecta una línea en las abscisas del tanabe sugano en el valor 27,11 y se trazan a partir de estas líneas perpendiculares de las transiciones permitidas por

Del espectro obtenemos

V 1 629 = =1,43 V 2 438

V1 : V2

Este valor se traza horizontalmente en la curva suave y se observa a que valor corresponde en el eje de las abscisas (23). Luego este valor se traza en el tanabesugano d3 en las abscisas y se traza líneas perpendiculares donde se presentan las transiciones permitidas por espín:

E1 15898,25 =635,93 =25→ β= 25 β E2 22831,05 =671,50 =34 → β= 34 β

 

Promediando

β=

La deformación que se observa en 679 nm en el espectro UV experimental podría ser un entrecruzamiento de sistemas debido a la similitud de energías que se observó en el tanabe-sugano al trazar las líneas perpendiculares de las diferentes transiciones permitidas por espín. Las bandas encontradas en el espectro UV con energías 15898,25-22831,05-33993,18 son transferencias de carga y bandas d a d, es decir algunas permitidas por espín y laporte y otras permitidas por espín respectivamente. Se pudo observar que las energías de las bandas experimentales respecto a las teóricas fueron parecidas.

La banda 3 encontrada en 33993,18 cm−1 no se pudo observar en el espectro UV debido a que se encuentra en la región no visible.

β , se obtiene:

635,93+671,50 =653,71 2

CONCLUSIÓN



E3 =52→ E3=52 . 653,71=33993,18 cm−1 β Hallando el ∆ 0 , se tiene: ∆0 =23 → ∆0=23 .653,71=15035,33 β

cm−1

Hallando la fuerza del oscilador para la banda 1, se tiene:

∆ v =697−570=127 nm Luego se halla la fuerza del oscilador para la banda 2:

∆ v =482−400 =82 nm

A partir de cálculos experimentales se pudo hallar la energía de la banda 3 que no se observó en el espectro UV, está banda se presentó a una energía de 33993,18 cm−1 . Además se halló el ∆ 0 −1 experimental que dio 15035,33 cm .

Laboratorio de Química Inorgánica 2 – P5

Espectro teórico del metal: +¿ 8 ¿¿ d ↑↓ ↑ ↓↑ ↓↑ ↑ ml=¿ ∑¿

∑ ms=3/2 S = 2 (3/2) + 1= 4 J=

[3 + 3 /2 ] a [3 −3 /2 ] =9 /2 a 3/2

4F 4F 4F 4F 3/2

5/2

7/2

9/2

Como el llenado es menos a la mitad el 4F estado fundamental es: 3/2

Para determinar fórmula:

∆ 0=f . g .10

∆ 0 se tiene la siguiente

3

Aplicándola con los valores en tabla para el complejo trabajado:

∆ 0=( 0,98 ) . ( 17,4 ) .10 3=17052 cm−1 Luego se determina

β:...