Conductividad iónica en compuestos de coordinación.

Práctica 4
Laboratorio de Química de Coordinación.
Grupo 2. Semestre 2014-1
Conductividad iónica en compuestos de coordinación.
Objetivo
Determinar los intervalos de conductividad en donde se sitúan las diferentes especies
dependiendo de los iones disueltos en medio acuoso.
Caracterizar por conductimetría los complejos antes obtenidos con isomería de ionización.
Determinar la composición de un compuesto de coordinación del tipo [MLn]XAY.
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Introducción
Los compuestos de coordinación están constituidos por un átomo central rodeado por
átomos o moléculas denominados ligantes, que pueden encontrarse con carga o sin ella,
de lo que resulta que el compuesto en conjunto pueda ser neutro o iónico. Por ejemplo, el
tris(acetilacetonato)hierro(III), [Fe(acac)3], el bis(glicinato)níquel(II), [Ni(gli)2], y el
diamindicloroplatino(II), [Pt(NH3)2Cl2], son compuestos de coordinación formados por
moléculas que se mantienen íntegras en disolución, sin disociarse en iones. En cambio, el
cloruro de tetraamincobre(II), [Cu(NH3)4]Cl2, en disolución da lugar, por cada mol de
compuesto, a una mol del catión[Cu(NH3)4]2+ y a dos moles de aniones cloruro. De manera
semejante, al disolver una mol de bis(oxalato)cincato(II) de potasio, K2[Zn(ox)2], se
generan dos moles de cationes K+ y una mol del anión complejo [Zn(ox)2]2-.
Las sustancias que en disolución se disocian en iones son conocidas como electrolitos,
estos conducen la corriente eléctrica en disolución. La magnitud de esta capacidad de
conducir la corriente depende de la concentración de iones en disolución, de su carga y
tamaño, de la temperatura, así como de la constante dieléctrica del disolvente. Es por esto
que la determinación de la conductividad de una disolución de un compuesto de
coordinación, resulta útil para la caracterización del compuesto, ya que se puede así
conocer el tipo de electrolito de que se trata. La corriente eléctrica (I) a través de un
conductor, en este caso, nuestra disolución, es el flujo de carga por unidad de tiempo y
está definida por:
= área del conductor; = longitud del paso de corriente;
= la diferencia de potencial
que da lugar al flujo de carga. = constante de proporcionalidad que depende del medio.
En nuestro caso, el medio está caracterizado por la naturaleza del electrolito, su
concentración y la naturaleza del disolvente. A esta se le denomina conductividad
específica y tiene unidades de ohm-1cm-1 (ohm = Volt/Ampere).
En una disolución, la corriente se mide a través de un conductímetro. El área está definida
por las caras de los electrodos (generalmente 1 cm2) y la longitud corresponde a la
distancia entre ellos (generalmente 1 cm). La diferencia de potencial corresponde a la
impuesta por una fuente de corriente directa en el conductímetro (a través de una pila,
por lo general). Por lo tanto, existe una relación directa y proporcional entre la corriente
que mide un conductímetro y la conductividad específica del medio. Como la
conductividad específica es función de la concentración (C), se acostumbra reportar el
valor de la conductividad de disoluciones 10-3 M. A esta cantidad se le llama conductividad
molar (M) y está relacionada con la conductividad específica de la siguiente manera:

A baja concentración, la M depende linealmente de la concentración de los iones:

∑
= la molaridad de la disolución; =
; donde = coeficiente estequiométrico de la
especie en la reacción de disociación del electrolito en el disolvente.
= conductividad molar de la especie (aumenta con la carga del ión).
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Tarea Previa
1.- ¿Cómo podría afectar el peso molecular de las sustancias a la conductividad
observada?
2.- Describe brevemente lo que sucede en la solución durante la medición de
conductividad. En un circuito, ¿Qué componente eléctrico sería la disolución?
3.- Realiza los cálculos necesarios para completar la tabla del primer problema y los
gramos que necesitas pesar para preparar las soluciones 10-2 M. Suponiendo que las
soluciones tienen un comportamiento de concentración baja, calcula la conductividad
teórica. (Nota: utiliza el anexo).
Procedimiento. Primer problema
Prepara con los compuestos proporcionados, disoluciones individuales de concentración
10-2 M. Las disoluciones pueden ser de 100, 50 o 25 mL según la cantidad de muestra y la
masa molar del compuesto utilizado. Determina la conductividad de cada disolución.
Compuesto
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Masa
Molar
(g/mol)
Masa/
Volumen
No.
de
iones
Tipo de
Conductividad Conductividad
Electrolito experimental teórica
(μS)
(μS)
NaCl
LiClO4
NH4Cl
CuCl2
CoCl2
Na2[Fe(CN)5(NO)]
Na3[Co(NO2)6]
K3[Fe(CN)6]
[Co(en)3]Cl3
Con los resultados, elabora una gráfica de barras que muestre la conductividad de las
diferentes disoluciones en donde los compuestos estén agrupados de acuerdo al tipo de
electrolito al que pertenecen. Establece entonces un intervalo de conductividad para cada
tipo de electrolito.
Segundo problema
Se te darán muestras problema (los complejos sintetizados anteriormente), de las cuales
conocerás solamente el tipo de ion metálico (M), ligantes (L) y aniones o cationes (A)
presentes, pero no la fórmula exacta.
Propón diferentes fórmulas para cada una de las muestras problema. Elige una de estas
fórmulas y con base en su peso molecular prepara una disolución 10 -2 M. Mide la
conductividad de la disolución y ubica el valor en la gráfica.
Si cae dentro del intervalo para el tipo de electrolito correspondiente a la fórmula que
sugeriste, entonces ésta es la correcta. Si el valor no concuerda, rectifica la molaridad de
la disolución tomando en cuenta el peso molecular de otra de las fórmulas propuestas y
calcula cuál sería la conductividad si la concentración fuera 10-2 M. Verifica si este dato
entra en el intervalo que se esperaría de acuerdo con la nueva fórmula que estás
evaluando. Si no es así, tendrás que probar con otras otras fórmulas, hasta que
determines cuál es la correcta.
Problema adicional 1
De una disolución 10-3 M de MgCl 2 y una 10-3 M de MgSO4, ¿Cuál esperas que tenga una
mayor conductividad y por qué? ¿O esperas que los valores sean muy semejantes?
Comprueba experimentalmente tu respuesta. RECOMENDACIÓN: Usa la definición de 
de la introducción.
Discusión
1.- ¿Qué tan confiables son los intervalos de conductividad para los diferentes tipos de
electrolitos? ¿Podríamos saber de qué tipo de electrolito se trata solo con el valor de
conductividad?
2.- ¿Que tan parecidos fueron los valores de conductividad experimental con los
calculados? ¿A qué atribuyes las diferencias?
3.- Responde las preguntas del problema adicional.
ANEXO
(
)
∑

Ejemplo:
Conductividad del Cu(OH)2 (0.01M) = ([Ci(Cu2+)+* λ°(Cu2+)]) + ([Ci(OH-)+* λ°(OH-)])
= ([1*0.01M][56.6])+([2*0.01M][197.33]) = 4.513 mS = 4513 μS
Conductividad límite de algunos de los iones
utilizados en la práctica 5. Disolución acuosa a 25°C
H+
OHCu2+
AcOClNO3ClO4SO42PO43Li+
Na+
K+
NH4+
Co2+
Fe2+
[Fe(CN)5(NO)]2[Fe(CN)6]3-
NaCl
NH4Cl
CuCl2
CoCl2
K3[Fe(CN)6]
λ° (mSM-1)
(equivalentes)
349.8
197.33
56.6
40.9
76.34
71.44
67.4
80, 38.34
92.8
39.38
50.23
73.67
69
49.27
60.66
62.73
94.13
λ° a 25°C (Disoluciones
Normalizadas)
126.5
150.5
130
124.5
167.8