Laboratorio Compuestos de Coordinación

Química Inorgánica Avanzada
PRÁCTICA DE LABORATORIO: COMPUESTOS DE COORDINACIÓN
Preparación y caracterización espectroscópica de isómeros de enlace
Los isómeros de enlace contienen el mismo ligando pero uno o más ligandos se coordinan al metal
a través de átomos diferentes. Estos ligandos se denominan ambidentados.
El ion NO−2 tiene pares de electrones solitarios sobre los átomos de oxígeno y sobre el nitrógeno, y
puede coordinar al metal a través de ambos. Con ciertos metales se pueden observar ambas formas
−
de coordinación al mismo fragmento metálico por lo que el NO2 es ambidentado, lo que da lugar a
dos isómeros de enlace. En la forma nitro el ligando se enlaza a través del par libre de electrones del
átomo de N mientras que en la forma nitrito el enlace se forma con electrones del O. Los complejos
nitro y nitrito se pueden distinguir por el color y mediante su espectro de absorción IR o UV-Vis.
Previo a la síntesis de estos compuestos hay que preparar el complejo [CoCl(NH 3)5]Cl2. Este
compuesto es una de las aminas de cobalto más importantes y el sustrato de partida para la
preparación de muchos complejos de cobalto.
Las estructuras de los tres complejos que se prepararán se representan en la siguiente Figura.
[CoCl(NH3)5]Cl2
[Co(NO2)(NH3)5]Cl2
Reactivos y equipos
Cloruro de cobalto (II) hexahidratado
Nitrito de sodio
Cloruro de amonio
Solución concentrada de amoníaco
Agua oxigenada
Solución concentrada de ácido clorhídrico
Etanol
Acetona
Hielo
Agua destilada
Espectrofotómetro UV-Vis
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[Co(ONO)(NH3)5]Cl2
Química Inorgánica Avanzada
Procedimientos
a) Síntesis de [CoCl(NH3)5]Cl2
Se disuelven 2,5 g de cloruro de amonio en 15 mL de amoníaco concentrado bajo campana. A esta
disolución, se añaden lentamente, agitando y en pequeñas porciones 5 g de cloruro de cobalto(II)
hexahidratado finamente dividido (de ser necesario moler en mortero), esperando que se disuelva
cada porción antes de añadir la siguiente. Se forma un precipitado de cloruro de
hexaamincobalto(II).
A la suspensión amoniacal se añaden, a una velocidad aproximada de 2 gotas por segundo, 4 mL de
agua oxigenada al 30%. Durante la oxidación es muy importante una agitación constante. La
reacción es exotérmica, por lo cual se debe controlar el goteo. Cuando cesa la efervescencia, la
disolución tiene color rojo oscuro debido a la sal de acuopentaaminocobalto(III) formada. Se
añaden entonces, lentamente, 15 mL de ácido clorhídrico concentrado a la disolución agitando y en
caliente. El producto deseado, de color púrpura, precipita lentamente de la mezcla de reacción.
La mezcla se calienta durante 15 minutos en un baño de agua a aproximadamente 85°C, se deja
enfriar a temperatura ambiente y se filtra. El precipitado se lava con varias porciones de ácido
clorhídrico 6 M, previamente enfriado en baño de hielo. Para facilitar el secado y evitar pérdidas de
producto por redisolución, el sólido obtenido se lava con etanol y con acetona previamente
enfriados. El secado se termina por calentamiento en estufa a 60 ºC. Pesar el producto obtenido para
calcular el rendimiento.
b) Síntesis de [Co(ONO)(NH3)5]Cl2
Disolver 1 g de [CoCl(NH3)5]Cl2 en 15 mL de solución de amoníaco al 10 %, calentado en un baño
de agua. Agitar constantemente hasta disolución completa del sólido. Si se forma un precipitado
negro de óxido de cobalto, filtrar la disolución en caliente. Enfriar a aproximadamente 10 °C la
solución que debe ser clara. Añadir en frío solución de ácido clorhídrico (1:2) hasta obtener
reacción neutra al tornasol. La neutralización debe ser cuidadosa, de ello depende el éxito de la
preparación. Se añade a temperatura ambiente 1 g de nitrito de sodio y una vez disuelto, 1 mL de
solución de ácido clorhídrico (1:1) con agitación. Dejar la solución en un baño de hielo durante una
hora para permitir la formación gradual de un precipitado rojizo. Filtrar en un embudo Büchner.
Lavar con pequeñas porciones de agua y de alcohol fríos. Secar al aire durante una hora. El
producto no es estable y se transforma a temperatura ambiente en el isómero nitro.
c) Síntesis de [Co(NO2)(NH3)5]Cl2
Se disuelven 1 g de [CoCl(NH3)5]Cl2 en 20 mL de agua y 2 mL de amoníaco concentrado por
calentamiento en baño de agua. Cuando la mayor parte del compuesto se ha disuelto se filtra y se
enfría a 10 ºC. A esta temperatura se acidula la solución con solución de ácido clorhídrico (1:2)
hasta pH 1. Después se añade 1 g de nitrito de sodio y se calienta hasta disolver el precipitado rojizo
formado. Se agregan 5 mL de ácido clorhídrico concentrado y se enfría con hielo. Al cabo de unas
horas se recogen los cristales amarillentos por filtración; se lava con etanol en frío y se seca al aire o
en un desecador.
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Química Inorgánica Avanzada
d) Obtención de espectros de absorción UV-Vis
Registrar el espectro UV-Vis de los compuestos sintetizados utilizando agua como solvente.
Informe
Escribir las ecuaciones químicas correspondientes a la síntesis de cada compuesto de coordinación.
Calcular los redimientos para cada reacción.
Adjuntar y analizar los espectros de absorción cada complejo.
Completar la siguiente tabla:
Complejo
Color
λmax (nm)
Energía de la transición (kJ/mol)
[CoCl(NH3)5]Cl2
[Co(ONO)(NH3)5]Cl2
[Co(NO2)(NH3)5]Cl2
Referencia
Williams, G. M; Olmsted, J; Breksa, A. P. (1989). Coordination complexes of cobalt. J. Chem.
Educ. 66: 1043-1045.
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