COMPLEJOS COLORIDOS DE HIERRO

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UNIVERSIDAD NACIONAL

AUTÓNOMA DE MÉXICO

     FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES

CUAUTITLÀN CAMPO 1

QUÍMICA  INDUSTRIAL

COMPLEJOS COLORIDOS DE HIERRO (lll)

Introducción:

En química inorgánica, el número de coordinación en el caso de los complejos metálicos es el número de enlaces σ, simétricos respecto al eje del enlace, entre los ligandos y el átomo metálico central. Se suele simplificar a menudo, teniendo en cuenta que existen ligandos polidentados, como el número de ligandos unidos al ion metálico central.

Los metales o  iones metálicos de transición son ácidos de Lewis y tienden a formar aductos  estables con las bases de Lewis, capaces de ceder uno o más pares de electrones,  denominados complejos si poseen una carga neta y compuestos de coordinación si su carga es cero; un aducto, en química, es un producto AB formado por la unión directa de dos moléculas A y B, sin que se produzcan cambios estructurales en las porciones A y B. Otras estequiometrías diferentes a la 1:1 son también posibles, por ejemplo 2:1.Los aductos a menudo se forman entre ácidos de Lewis y bases de Lewis. A las bases de Lewis se las denomina ligandos, mientras que al catión metálico se le denomina catión "central". Así pues, los compuestos de coordinación pueden contener uno o varios "iones complejos" con sus correspondientes átomos centrales y ligandos. Estos iones complejos constituyen "esferas de coordinación".

La estabilidad de los complejos viene dada por la constante de equilibrio referida al proceso de formación del complejo a partir del acuocomplejo. Sin embargo es frecuente ignorar las moléculas de agua. A medida que el agua va siendo desplazada por los ligandos L se tienen las siguientes etapas:

l.       M + L -> ML            K1 = [ML] / [M] [L]
2.      ML + L -> ML2        K2 = [ML2] / [ML] [L]
3.      ML2 + L -> ML3      K3 = [ML3] / [ML2] [L]
4.      ML3 + L -> ML4      K4 = [ML4] / [ML3] [L]

Cuya constante de equilibrio sería K = [ML4]/ [M] [L]4 =K1.K2.K3.K4

La mayor parte de estas especies químicas son coloreadas. El color se debe, normalmente, a tránsitos d-d, y las energías - y por tanto el color- se relaciona con los ligandos, el catión central y la carga o estado de oxidación del mismo. Normalmente los cationes d0, al no poder presentar tránsitos d-d son incoloros.

Objetivos:

• En esta práctica se tendrá la oportunidad de preparar un complejo de coordinación de hierro: (el tris acetilacetonato de hierro (lll)).
• Investigar los efectos de variaciones en las condiciones de preparación.

Desarrollo Experimental:

Materia y reactivos:

• 5 Tubos de ensaye
• 4 Tapones para tubo de ensaye
• Gradilla
• 2 matraz Erlenmeyer de 100 ml
• Vaso de precipitados de 10 ml
• Tripie
• Recipiente para baño maria
• Mechero
• Embudo Buchner
• Marcera para vacío
• Pipeta graduada para 5 ml
• Espátula
• Papel filtro
• pH – metro
• Balanza analítica

• Acetilacetona
• CH3COONa. 3H2O
• FeCl3 . 6H2O
• Fe (NO3)3 . 9H2O
• CH2Cl2
• Agua destilada

Parte 1:

1. Pesa aproximadamente 700 mg de FeCl3 . 6H2O, en un matraz Erlenmeyer de 100 ml. Agrega 20 ml de agua desionizada y calienta en baño de agua.

1. Pesa aproximadamente 1.5 g de acetato de sodio (CH3COONa. 3H2O) en un recipiente conveniente. Agrega 10 ml de agua desionizada y calienta en baño de vapor.

1. Disuelve 1.0 ml de acetilacetona en 1 ml de etanol en un vaso de precipitado de 10 ml y agrega esta solución a la solución de FeCl3 .

1. Mezcla las dos soluciones restantes, anote cualquier cambio y regrese cuidadosamente esta solución al baño de vapor durante 10 minutos.

1. Coloca la solución en la mesa y permite que se enfría lentamente.

1. Colecta cualquier precipitado usando el embudo Buchner. Lave el residuo dos veces con agua desionizada y sécala en un vidrio d reloj durante 10 minutos a 1000 C en la estufa.

1. Determina, anota el peso y describe la apariencia del producto obtenido y muestra el producto a tu profesor para su valoración.

Parte 2: Efecto del pH en la formación de complejos férricos con acetilacetonato.

• Disuelve aproximadamente 0.4 g de nitrato férrico, Fe (NO3)3 . 9H2O, en 50 ml de agua desionizada. Medir el pH de esta solución usando el pH – metro. Vierte 4 ml de esta solución en un tubo de ensaye limpio y eticuelo como solución 1.

• Disuelve 5 gotas (0.1g) de acetilacetona en 1 ml de etanol y agrégala a la solución de Fe(NO3)3. Agítala y mide nuevamente el pH de esta solución. Vierte 4 ml de esta solución en un tubo de ensaye limpio y etiquétalo como solución dos.

• Agrega aproximadamente 0.5 g de acetato de sodio a la solución de nitrato férrico. Agita y mede el pH de esta solución. Vierte 4 ml de la solución en un tubo de ensaye limpio y etiquétalo como solución tres.

Parte 3: Solubilidad

1. Coloca una cantidad pequeña de tris – acetilacetonato hierro (lll), que se preparo en la parte uno, en dos tubos de ensaye etiquétalos como muestra A y B.

1. Intente disolver estas dos muestras en 2 ml de agua (muestra A) y 2 ml de diclorometano (muestra B).

1. Agregué 2 ml de agua a la muestra B.

1. Agrega 2 ml de diclorometano a las soluciones 2 y 3 que se prepararon en la parte dos.

1. Tape firmemente los tres tubos de ensaye y agite vigorosamente. Destape los tubos y déjelos reposar unos minutos.

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