SINTESIS DE LOS COMPLEJOS DE DE COORDINACIÓN CLORURO DE CLOROPENTAAMINO COBALTO [CoCl(NH3)5]Cl3 Y CLORURO DE HEXAMINOCOBALTO [Co(NH3)6]Cl3.

Laboratorio II de InorgánicaDocente: Robert Toro INFORME #1: SINTESIS DE LOS COMPLEJOS DE DE COORDINACIÓN CLORURO DE CLOROPENTAAMINO COBALTO [CoCl(NH3)5]Cl3 Y CLORURO DE HEXAMINOCOBALTO [Co(NH3)6]Cl3. Yesica Bautista Correa, Johan Daniel Cancino. * * Estudiantes de la escuela de química, Laboratorio II de Inorgánica. Universidad Industrial de Santander. Bucaramanga, Santander, Colombia. RESUMEN: Los complejos de coordinación son moléculas compuestas por un átomo central que suele ser un metal o una molécula neutra que se encuentra rodeada por iones conocidos como ligandos. La sintesis de estos compuestos se considera posible mediante reacciones ácido – base debido a la similitud de estos compuestos con los ácidos (metales) y bases (ligandos) de Lewis. En este informe de laboratorio se muestran los resultados de la síntesis de dos de los complejos de coordinación más reconocidos, el cloruro de hexaaminocobalto (III) y el Cloruro de pentaaminocloro Cobalto (III), conocidos también como complejos de Werner. La caracterización de los compuestos obtenidos se realizó mediante espectroscopía IR, UV-vis y DRX1. RESULTADOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS: PARTE I. Síntesis de Cloruro de Hexaaminocobalto (III) [Co(NH3)6]Cl3. Tabla 1. Pesos de las sustancias usadas en la síntesis. Sustancia Peso (g) NH4Cl 14,096 Figura 1. Apariencia final del cloruro de CoCl2*6H20 11,957 hexaaminocobalto (III) [Co(NH3)6]Cl3 obtenido. Carbón activado 0,514 El sólido tiene una apariencia naranja, que se Sólido obtenido 12,891 clasifica en el rango de longitudes de onda que va de 600-650 nm. Después de realizar el procedimiento Tabla 2. Solubilidad del cloruro de previamente descrito para la síntesis del hexaaminocobalto (III) en diferentes solventes. compuesto, se obtuvo un sólido color naranja, En la Figura 1, se puede observar la apariencia Solvente Solubilidad final del sólido obtenido. Agua Soluble Éter Insoluble Tabla 3. en este caso. obtención del espectro del compuesto (equipo. el color complementario u opuesto del azul es el naranja Haciendo uso de la ecuación (1): que. 12𝑔 %𝑟𝑒𝑛𝑑 = = 88. la El Hexaaminocobalto (III) cuya formula es diferencia entre la longitud de onda obtenida y [Co(NH3)6]Cl3. Soluble la vibración Co-Cl en el espectro infrarrojo. 2 1622cm-1 *∂d(NH3) el cloruro de hexaaminocobalto (III). el Cl se presenta en este Sugano. como se observa en la Figura 1. Pico [Co(NH3)6]Cl3 Tipo De acuerdo con los resultados de la prueba de 1 3140cm-1 *ɣs(NH3) solubilidad para el sólido obtenido. son variables. 𝟒𝒈𝑪𝒐(𝑵𝑯𝟑)𝟔𝑪𝒍𝟑 𝟎. constituido por un átomo central de cobalto rodeado de ligandos NH3 que conforman la De acuerdo con los diagramas de Tanabe- esfera de coordinación. El porcentaje de reacción obtenido se calculó teniendo en cuenta la ecuación 1. es un complejo de coordinación la teórica es de 22 nm. 𝟎𝟓𝟎 ∗ ∗ complementarios. ya que esta longitud de onda 𝟏𝒎𝒐𝒍 𝑪𝒐𝑪𝒍𝟐 𝟏 𝒎𝒐𝒍 𝑪𝒐(𝑵𝑯𝟑)𝟔𝑪𝒍𝟑 es la que absorbe el compuesto.7% R. Según Marusak. por lo cual no se espera encontrar . se puede 3 1326cm-1 ∂s(NH3) concluir que es un compuesto polar debido a su 4 828cm-1 *ρr(NH3) solubilidad total en agua y ligera en solventes 5 442cm-1 ɣ(Co-N) menos polares que el agua y su insolubilidan en ɣs: Tensión simétrica *∂d: flexión *ρr:tensión asimétrica solventes apolares. este debería = 13. B) Espectro UV-Vis [Co(NH3)6]Cl3. etc) y de el Anexo I. la diferencia en la longitud de onda máxima puede variar. según la teoría de los colores 𝟏 𝒎𝒐𝒍 𝑪𝒐(𝑵𝑯𝟑)𝟔𝑪𝒍𝟑 𝟐𝟔𝟕. en efecto. Metanol Lig.53 g [Co(NH3)6]Cl3 tener una apariencia contraria. A (2007). En este caso. es el color del sólido obtenido.53 absorción del cloruro de hexaaminocobalto (III). sin embargo. la longitud de onda máxima de 13. concentración del compuesto. sin embargo este no se encuentra dentro deducir de la siguiente forma: de la esfera. Soluble picos observados corresponden a los descritos Acetona Insoluble en la Tabla 3. El pico 1 representa una absorción en 492nm. esta 4[Co(NH3)6]Cl3 absorción se encuentra mayoritariamente en el azul. Asignación de picos de espectros IR n-heptano Insoluble para el cloruro de hexaaminocobalto (III) . teniendo en cuenta epectroscopía IR y espectroscopía UV-vis que las condiciones de síntesis (grado de pureza permitió obtener los espectros observados en de reactivos. de la siguiente En el Anexo 1. Los Etanol Lig. que se encuentra se [Co(H2O)6]Cl2 + 4NH4Cl +20NH3 +O2  encuentra entre 390nm y 585nm. No. La caracterización del compuesto mediante es 476 nm. las absorciones UV-vis posibles para el caso como ion que neutraliza la carga de la cloruro de hexaaminocobalto (III) se pueden esfera. se observa el espectro UV del forma: Hexaaminocobalto (III). método de síntesis. etc) A) Espectro IR [Co(NH3)6]Cl3. solvente. 52 𝐵 1𝑥103 𝑐𝑚 corresponde a 20.5 = 27. por lo 𝜆2 𝐸2 349𝑛𝑚 Δ𝑜 tanto el valor de 𝐵 de acuerdo con las tablas 𝐸 de Tanabe Sugano para un valor de = 19.𝜆1 = 492𝑛𝑚 𝜆2 = 349𝑛𝑚 Promediando el valor de B. se obtiene que la constante B de Raccah del Cobalto en 𝜆1 𝐸1 492𝑛𝑚 = = = 1. En la Figura = 19. se puede observar la apariencia final del 𝐵 𝐵 sólido obtenido. 𝑒𝑠 𝑑𝑒𝑐𝑖𝑟 presenta este compuesto.459 podemos hallar los valores de B para cobalto CoCl2*6H20 5.41 𝐸2⁄ 𝐵 .5 = 27. Pesos de las sustancias usadas en la síntesis. 20325 28653 se obtuvo un sólido color púrpura.125 ion individual. → 20325𝑐𝑚−1 C) Difractogramas [Co(NH3)6]Cl3.49𝑥10−5 𝑐𝑚 Finalmente aunque no se obtiene un 1𝑛𝑚 → 28653𝑐𝑚−1 difractograma de una base de datos para el compuesto sintetizado Cloruro de Hexaaminocobalto(III).5 𝐵 𝐵 Sustancia Peso (g) Ya que tenemos los valores de E1 y E2. 𝐵 PARTE II. Síntesis del Cloruro de Para la tabla de tanabe-sugano d6. esto sin embargo es un aproximación que debería ser ligeramente Después de realizar el procedimiento descrito menor al valor de B para ion Co+3 anteriormente para la síntesis del compuesto.92𝑥10−5 𝑐𝑚 1𝑛𝑚 Δ𝑜 es 21600 cm-1. es decir que el valor de 𝜆1 = 492𝑛𝑚 = 4.075.5 2.021 formando un compuesto de coordinación y no Sólido obtenido 4. 3 1𝑥10 𝑐𝑚 𝜆1 = 349𝑛𝑚 = 3. se puede comparar con el Cloruro de Pentaaminocobalto(III). NH4Cl 2. correspondientes a las transiciones permitidas son Tabla 4. Constante de Raccah (B) para Cobalto = resultando evidente el aumento de los picos 1065cm-1 obtenidos dado el aumento en la simetría que ∆0 𝑠𝑒𝑟á 𝑒𝑙 𝑝𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎. Δ𝑜 𝜆1 . 𝐸1 𝐸2 = 19. 𝐵1 = 1042𝑐𝑚−1 𝐵2 = 1041𝑐𝑚−1 𝐸1⁄ 𝐵 = 1. los valores pentaaminocloro Cobalto (III) [CoCl(NH3)5]Cl2.40 [Co(NH3)6]+3 tiene un valor de 1041cm-1. cuya formula es [CoCl(NH3)5]Cl2. El cloruro de pentaaminocloro Cobalto (III).26 disolverse para tomar los respectivos espectros La caracterización del compuesto mediante UV-vis. se observan los resultados epectroscopía IR y espectroscopía UV-vis de las pruebas de solubilidad para el compuesto permitió obtener los espectros observados en obtenido. tiene sólo Metanol Lig. de la siguiente forma: Porcentaje de rendimiento [CoCl2(H2O)6] + NH4Cl +NH3 +H2O2  [CoCl(NH3)5]Cl2 𝟓𝒈 𝑪𝒐𝑪𝒍𝟐 ∗ 𝟔𝑯𝟐𝑶 ∗ Figura 2. el espectro IR obtenido para el compuesto. El porcentaje de reacción obtenido se calculó teniendo en cuenta la ecuación 1. se puede concluir que es un compuesto polar debido a su solubilidad total en agua y ligera en solventes menos polares que el agua y su insolubilidad en solventes apolares. Haciendo uso de la ecuación (1): Al sólido obtenido se le realizaron pruebas de 5𝑔 %𝑟𝑒𝑛𝑑 = = 94. tiene como átomo Solvente Solubilidad central al cobalto. Soluble encuentra un cloro. pero a diferencia del Agua Soluble hexaamino. el Anexo I. 𝟗𝟒 𝒈𝑪𝒐𝑪𝒍𝟐 ∗ 𝟔𝑯𝟐𝑶 𝟏𝒎𝒐𝒍[𝐂𝐨𝐂𝐥(𝐍𝐇𝟑)𝟓]𝐂𝐥𝟐 El sólido tiene una apariencia púrpura. Tabla 5. solventes. .9% solubilidad para saber en qué solvente podía 5. que se =5. el cloruro de cloropentaminocobalto (III). no tiene 6 ligandos NH3. en la De acuerdo con los resultados de la prueba de Tabla 6 se encuentran los picos observados en solubilidad para el sólido obtenido. en este caso. Apariencia final del Cloruro de 𝟏 𝒎𝒐𝒍 𝑪𝒐𝑪𝒍𝟐 ∗ 𝟔𝑯𝟐𝑶 𝟐𝟓𝟎. y dentro de la esfera de coordinación se Etanol Lig. la principal diferencia entre los espectros IR de los complejos de Werner. Solubilidad del Cloruro de pentaaminocloro Cobalto (III) en diferentes D) Espectro IR [CoCl(NH3)5]Cl2.26 g [CoCl(NH3)5]Cl2 clasifica en el rango de longitudes de onda que va de 400-430 nm. Soluble 5. por lo cual en el espectro IR Acetona Insoluble del pentaaminocobalto (III) sí se espera Éter Insoluble encontrar la vibración Co-Cl. ∗ 𝟐𝟑𝟕. 𝟒 𝒈 𝑪𝒐([𝐂𝐨𝐂𝐥(𝐍𝐇𝟑)𝟓]𝐂𝐥𝟐 pentaaminocloro Cobalto (III) [CoCl(NH3)5]Cl2. En la Tabla 2. esta sería n-heptano Insoluble entonces. → 18553𝑐𝑚−1 Sintetizad 25802 22142 Corrimient 1𝑥103 𝑐𝑚 o [2θ] [2θ] [2θ] o 𝜆1 = 360𝑛𝑚 = 3.802 15. 𝜆1 = 539𝑛𝑚 𝜆2 = 360𝑛𝑚 se puede corroborar la formación del 𝜆1 𝐸1 539𝑛𝑚 compuesto ya que los picos son similares y su = = = 1.7335 22. confundirse la taonalidad emitida entre el rojizo y el púrpura. E) Espectro UV-Vis del [CoCl(NH3)5]Cl2.Tabla 6.1 1065cm-1 9 3 .42 = cloruro de pentaaminocloro Cobalto (III)2 𝐵 1065 𝐵 1065 = 26. se encuentra en similares.60𝑥10−5 𝑐𝑚 1𝑛𝑚 porcentual → 27778𝑐𝑚−1 15. sin embargo. = 2.50 2 3164cm-1 ɣs(NH3) 𝐸2⁄ 3 1553cm-1 *∂d(NH3) 𝐵 4 1306cm-1 ∂s(NH3) Δ𝑜 5 848cm-1 *ρr(NH3) Según la tabla. Los difractogramas 22142 y 25802 son ambos del Cloruro de Pentaaminocloro-Co(III) De acuerdo con los diagramas de Tanabe. se observa que el pico 1 (máximo de absorción). dado amarillo (560-600 nm). esto se debe a que la longitud de onda patrón reportado con el código 25802. lo cual máxima se encuentra dentro del rango límite de nos indica que está presente una única fase absorción entre el verde (490-560 nm) y el cristalina en la muestra experimental. todos los picos de los patrones de 539 nm. que se especifica en la Tabla 4. Asignación de picos de espectros IR del 𝐸1 18553 𝐸2 27778 = = 17.863 0. el compuesto debería reportados con el código 22142 y tienen un observarse rojizo. pico [CoCl(NH3)5]Cl2 Tipo 1 3265cm-1 *ɣa(NH3) 𝐸1⁄ 𝐵 = 1.50 𝜆2 𝐸2 360𝑛𝑚 corrimiento es mínimo. F) Difractogramas [CoCl(NH3)5]Cl2 En el espectro UV del cloruro de Se observa que los patrones de polvo son pentaaminocloro Cobalto (III). 1𝑥103 𝑐𝑚 Tabla 7.08 No.6 6 7 Constante de Raccah (B) para Cobalto = 22. las absorciones UV-vis posibles para el picos más agudos y más intensos a los cloruro de hexaaminocobalto (III) se pueden obtenidos de la muestra sintetizada.680 22. al deducir de la siguiente forma: contrastar estos se puede notar un desface. Según la teoría de colores polvo experimental coinciden con los complementarios. Datos difractograma del 𝜆1 = 539𝑛𝑚 = 5. Por lo tanto el valor de Δ𝑜 corresponde a 21331 cm-1. sin embargo se observa color leve corrimiento con respecto a los picos del púrpura.7321 15. encontrados en bases de datos muestran Sugano.701 0. por lo que puede que no se observan picos adicionales.03 para ambas 𝐵 6 495cm-1 ɣa (Co-Cl) longitudes de onda.39𝑥10−5 𝑐𝑚 1𝑛𝑚 [CoCl(NH3)5]Cl2. 0 del campo cristal. moviéndolo hacia campos [0. el cambio en los ligandos que 4 Vector [1/2.y. en el Longitud a 12. ya que aumenta o 6 Plano Perpendicular a [0.0] altos o campos bajos. es la presencia de un 1 E Identidad cloro dentro de la esfera de coordinacion en 2 i Centro de Inversión el caso del cloruro de pentaaminocloro cobalto [0.0 en ¼.0 torque [0. BETA=96. permite establecer. el valor de Δ𝑜 equivale a 21331 cm-1.74 (III). Grupo Sistema Grupo El analisis de los valores de Δ𝑜 para las dos Espacial Cristalino Puntual complejos.8028 34. el cloro desplaza al metal hacia 2 9 campos altos. causando que el 7 i Centro de Inversión compuesto se pueda considerar de alto o de [1/4. con parámetros cristalinos A=13.0] disminuye la energía de desdoblamiento de los vertical orbitales d del átomo central. De acuerdo con los valores de Δ𝑜 ya . Volumen 3133.0.1/4.y. por lo el compuesto se puede 34.1.932 y un volumen de celda V=2113.707 34. indica que la cristalización procesados en Mercury del Cloruro de Pentaaminocobalto (III) (experimental) se hace en el tipo de celda unidad monoclínica.1/2. de esa forma se puede demostrar como 3 C2 Eje de rotación dirección mediante la teoría de campo ligando y la teoría [0.2 mencionados.2946(31) y C=11. este equivale a 21600 Simetría obtenida a través de Mercury cm-1. el archivo indexado analizado por FullProf difiere del indexado cálculo cuando se realiza a alguno de los patrones. 25.31 mientras que en el caso del cloruro de de celda hexaaminocobalto (III).30 c caso del cloruro de pentaaminocloro cobalto de Celda 12. B=13. pero a los patrones como ortorrómbicos.1.13(21) Sin embargo.667 0. 8 1 En cuanto a la geometría de la molécula de Hexaamino-Co(III) Monocristal.0] (III).1/2.0] rodean la esfera de coordinación causará un Central desplazamiento en la energía de estabilización 5 C2 Rotación en dirección del campo cristalino.0] bajo espín.3 considerar de spin bajo.46 b 21.5440(36).489 25. La única diferencia estructural entre # Simetría Descripción y ubicación ambos compuestos.5626 25. ya que la muestra sintetizada la determina como monoclínica.1.529 0. teniendo en Gracias a los análisis realizados en el cuenta los archivos enviados por el profesor y programa FullProf.0] en 0. la influencia C2/m Monoclínico Oh de los ligandos respecto al metal central.8225(25). con porcentajes de reacción del 88. Fujiyoshi. Kûhlbrandt. 491 Dichos elementos de simetría demuestran la conformación del empaquetamiento que se muestra en la siguiente imagen Empaquetamiento de celda CONCLUSIONES Se demostró mediante la caracterización espectroscópica mediante IR y UV-Vis de los sólidos sisntetizados en el laboratorio. Descriptive Inorganic. 2. . Wang Neng. Coordination. Da. 8 Plano de Perpendicular a [0.) Les L.9% respectivamente. 3.0] Education 2003 80 (5). and Solid-State Chemistry. el cloruro de hexaaminocobalto (III) y el cloruro de pentaaminoclorocobalto (III). Glen E. 396–407 (1967).0. Recent Infrared Studies on Werner Complexes. BIBLIOGRAFÍA: 1.0] Pesterfield Journal of Chemical rotación rotación en [1/2. la obtención éxitosa de los compuestos de coordinación conocidos como complejos de Werner. 2nd Edition (Rodgers. Y. Werner.1. Atomix model of plant light-harvesting complex by electron crystallography.7% y del 94. A) Espectro IR [Co(NH3)6]Cl3. 5 1 2 3 4 .ANEXOS 1. .B) Espectro UV-vis [Co(NH3)6]Cl3. C) Espectro IR [CoCl(NH3)5]Cl2. 1 2 3 4 5 6 D) . E) Espectro UV-vis [CoCl(NH3)5]Cl2. . ANEXO 2. DIFRACTOGRAMAS DE LOS COMPUESTOS . gif . TABLA DE TANABE – SUGANO Recuperado de: https://upload.ANEXO 3.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/28/Tanabe_Sugano_Diagramm. ANEXO 4. Recuperado de: https://aprendofotografia. RUEDA DE COLORES COMPLEMENTARIOS.wordpress.com/2014/08/20/13a-introduccion-al-color/ .