UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOSFundada en 1551FACULTAD DE CIENCIAS BIOLGICASEAP CIENCIAS BIOLGICAS

Informe N6 Laboratorio de QumicaCOMPLEJOS CON LIGANDO COMUNESProfesora: Karina Lozada CastilloHorario: Martes, 1-5 pm

Integrantes: Luis Alfredo Fajardo _________________ Eduardo Acha Araujo ________________ Ral Prez Alarcn ___________________ Michael Casas Javier _________________ Luis Alfredo Fajardo __________________

Lima - Per 2015COMPLEJOS CON LIGANDO COMUNES

OBJETIVOS

Preparacin de compuestos de coordinacin Encontrar el nmero de coordinacin de los complejos con ligando comunes Observar la formacin de precipitados y la solubilidad de sales al formar ligandos

FUNDAMENTO TERICOAntecedentesCon el constante avance que tuvo laqumicaen sus comienzos como ciencia exacta, pronto se sintetizaron una serie de nuevoscompuestosque resultaron muy llamativos, especialmente por sus colores. Estos compuestos qumicos, a falta de una descripcin ms adecuada, tomaron los nombres de sus creadores. As se dieron a conocer por ejemplo lasal de Magnus(2PtCl22NH3) o lasal de Erdmann(KNO2Co (NO2)22NH2). Otro de estos vistosos compuestos fue elazul de Prusia, tambin conocido como Berliner Blau o azul de Berln, (KCNFe(CN)2Fe(CN)3) producido porDiesbachen Berln a comienzos del siglo XVIII. Muchos de los primeros complejos fueron utilizados como pigmentos por los pintores de la poca.Estos compuestos presentaban dos notables propiedades que los diferenciaban de los conocidos hasta el momento: Primero los brillantes cambios de color asociados a su formacin, y segundo la reactividad alterada de los iones que participaban.Hasta mediados delsiglo XIXlos qumicos no comenzaron a interesarse por la verdadera naturaleza de su constitucin y por su relacin con otros compuestos ms sencillos.Al principio se encontr, como se puede notar en lasfrmulasarriba expresadas, que estos compuestos parecan estar formados por la asociacin de otros compuestos ms sencillos. Esto llev a identificarlos como "compuestos moleculares", para diferenciarlos de los "compuestos atmicos" ms simples; y por ltimo, se les dio el nombre de complejos, para diferenciarlos de los compuestos simples. A decir verdad, ste era un nombre acertado para la poca, pues era difcil encontrarles una estructura valedera que pudiera explicar todas sus propiedades. A la par de ello el nmero de complejos conocidos aumentaba a medida que progresaba su estudio.El reconocimiento de la verdadera naturaleza de loscomplejos, se inicia conAlfred Werner(1866-1919) profesor de Qumica enZrich, quien demostr que las molculas neutras que participaban en la formacin de un complejo (entidad de coordinacin) estaban directamente enlazadas al metal, de manera tal que las sales complejas como elCoCl36NH3deban ser formuladas correctamente como[Co(NH3)6]3+Cl3. Tambin demostr que se originaban profundas consecuenciasestereoqumicassi se haca la suposicin de que las molculas o iones (ligando) alrededor del metal ocupaban posiciones en los vrtices de uncuadradoo de unoctaedro.

Teora de WernerAlfred Werner, propuso que los tomos podan exhibir simultneamente ms de un tipo devalencia. La primera parte de suteorade la coordinacin, publicada en 1893, puede resumirse en los siguientes tres postulados: 1. La mayora de los elementos qumicos presentan dos tipos de valencia, la valencia primaria o unin ionizable, hoy conocida comonmero de oxidaciny la valencia secundaria o unin no ionizable, hoy conocida comonmero de coordinacin. 2. Los elementos tienden a satisfacer tanto su valencia primaria como su valencia secundaria. 3. La valencia secundaria onmero de coordinacin, est distribuida en posiciones definidas en el espacio.

LigandoLos aniones o molculas capaces de actuar como ligando deben poseer tomos que cuenten al menos con un par de electrones de valencia no compartidos. Estos tomos se encuentran en la esquina superior derecha de la tabla peridica, y entre ellos los ms importantes son eloxgenoy elnitrgeno, dando paso luego alcarbono,fsforo,azufre,cloro,flor, etc.Las molculas que poseen un nico tomo donador de electrones se denominanligandos monodentados, mientras que las que poseen ms de un tomo donador reciben el nombre deligandos polidentado oagentes quelantes. Existe tambin un tercer tipo de ligandos conocidos genricamente comoligandos ambidentadosque son en realidad ligandos que actan como monodentados, pero de dos maneras diferentes.

Ligandos monodentadosLos ligandos de este tipo poseen un nico punto de anclaje al ncleo de coordinacin, de all el nombre monodentado que quiere decirun nico diente. Comnmente se trata de molculas pequeas, que poseen un nico tomo donador de electrones tales como elamonaco(NH3), elagua(H2O), o los anioneshalogenuro(X),alcxido(RO), oalquilo(R) entre otros.Cuando se forma un complejo de un catin metlico a partir de unin con ligandos monodentados se alteran notoriamente las propiedades de solubilidad del catin, en general esto debido a que el acomplejamiento provoca un aumento en el tamao del ion, lo que a su vez se traduce en una disminucin en la fuerza de atraccin entre el catin y sus contraiones. Esto por lo general provoca un aumento en lasolubilidaddel ion, o, mejor expresado, una disminucin de su tendencia a precipitar.Ligandos polidentados o agentes quelantesLos ligandos de este tipo son capaces de establecer dos o ms uniones simultneas con el ncleo de coordinacin, pueden serbidentados,tridentados,tetradentadosetc. A este tipo de ligandos se les suele llamar tambin "agentes quelantes" un nombre derivado de la palabra griegakelaque significa "pinza" porque el tipo de estructura espacial que se forma se asemeja a un cangrejo con el ncleo de coordinacin atrapado entre sus pinzas. Muchas veces se utiliza a los agentes quelantes comoagentes precipitantes, ya que al ser capaces de establecer dos o ms uniones simultneas tambin pueden funcionar como "puentes" entre dos o ms ncleos de coordinacin, facilitando la formacin de enormes agregados macromolecularesque precipitan con facilidad.Entre este tipo de compuestos encontramos por ejemplo a los anionesfosfato(PO34),carbonato(CO23),oxalato(-OOC-COO),etilendiamina(H2N-CH2-CH2-NH2) ybipiridina. Un ligando polidentado de enorme importancia por la cantidad de aplicaciones que tiene es elEDTA, el EDTA posee seis sitios de unin.Ligandos ambidentadosEste tipo de ligandos podra considerarse un caso especial de los ligandos polidentados, porque poseen ms de un tomo capaz de donar pares de electrones no compartidos, sin embargo poseen un tamao demasiado pequeo como para ser capaces de donar electrones con ambos tomos a la vez, y en lugar de ello se enlazan de una manera u otra dependiendo de las circunstancias.Dentro de este grupo encontramos por ejemplo a los aniones tiocianato (S=C=N-), nitrito (O=N-O-) e isotiocianato (NC-S-).

Propiedades

Muchos de los compuestos presentan color al hacerlos reaccionar, tambin cambian durante las reacciones. Ciertos complejos existen en dos formas diferentes que tienen la misma composicin qumica. Un complejo es una especie qumica distinta, con propiedades fsicas y qumicas propias y diferentes al ion metlico y a los ligandos que lo componen La formacin de un complejo tambin de los iones drsticamente otras propiedades de los iones metlicos, como la facilidad de oxidacin o de reduccin.

Nomenclatura de los compuestos de coordinacinA) Nombres de los ligandos Algunos ligandos reciben nombre esenciales cuando forman parte del nombre de un compuesto de coordinacinNH3ammin O aminoH2Oaqua O acuo

NOnitrosil O nitrosiloCOcarbonil O carbonilo

B) Orden de denominacin En primer lugar se nombre a los ligandos y por ultimo al metal Los ligandos se nombre en orden alfabtico de la cantidad de un mismo ligando. Ejm: Tetraamin antes de ciano

C) Iones metlicos y nmeros de oxidacin En los complejos neutros y catinicos se emplea el nombre usual del metal seguido de un numeral romano entre parntesis que indica sus nmeros de oxidacin formal. Cuando el complejo es un anin, el metal se designa por una palabra que termina en ato, y a veces empleando una forma latina, por ejemplo, ferrato, cuprato, con el nmero de oxidacin formal entre parntesis.

D) Prefijos numricos La presencia de dos o ms ligandos o tomos metlicos se indica con los prefijos siguientes:

2di (bis)

3tri (tris)

4 (tetraquis)tetra

5 (pentaquis)penta

6 (hexaquis)hexa

7hepta

8octa

9 (enea)nona

10deca

11undeca

12dodeca

MATERIALES Y REACTIVOS:Materiales: Tubos de prueba y gradilla Piceta

Frascos goteros

Reactivos: Amoniaco concentrado (NH3) Sulfato de cobre (CuSO4) 0.2 N Cloruro de nquel (NiCl2) 0.2 N Nitrato de plata (AgNO3) 0.1 N Cianuro de potasio (KCN) 0.2 N Hexacianoferrato (II) de potasio (K4(Fe(CN)6)) 0.2 N Tricloruro de hierro (FeCl3) 0.2 N Tiosulfato de sodio (Na2S2O3) 0.2 N Tiocinato de potasio (KSCN) 0.2 N Cloruro de sodio (NaCl) 0.2 N

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Ligando NH3

a) Se coloca 1 mL de solucin 0,2N de CuSO4 en un tubo de ensayo, luego aadimos 1 mL de NH3 concentrado, agitamos y observamos que la solucin adquiere un color azul intenso.

NH3 Agitamos

CuSO4

CuSO4 + NH3 -----------> [Cu (NH3)4] SO4 Sulfato de cobre amoniaco Sulfato de tetraamin cuprato (II)

b) Se coloca 1 mL de solucin 0,2N de NiCl2 en un tubo de ensayo, luego aadimos 1 mL de NH3 concentrado, agitamos y observamos que la solucin adquiere un color azul claro.

NH3 NiCl2

NiCl2 + NH3 --------------> [Ni (NH3)6] Cl2Cloruro de niquel amoniaco Cloruro hexaamin niquelato (II)

c) Colocamos 1 mL de solucin 0,1N de AgNO3 en un tubo de ensayo, luego aadimos 1 mL de NaCl, se forma un precipitado blanco que es el Cloruro de Plata (AgCl), despus decantamos y lavamos con agua destilada el precipitado. Agregamos 1 mL de NH3 concentrado y agitamos. Se observa que el haluro (AgCl) se solubiliza con el amoniaco y forma el Cloruro diamin argentato (II).

NaCl

NaNO3

AgNO3 AgCl

AgNO3 + NaCl ------> NaNO3 + AgCl (Primer Paso) Nitrato de plata cloruro de sodio nitrato de sodio cloruro de plata

NH3

AgCl

AgCl + 2 NH3 -------> [Ag (NH3)2] Cl (Resultado) Cloruro de plata amoniaco Cloruro diamin argentato (II)

d) Colocamos 1 mL de solucin de CrCl3 en un tubo de ensayo, luego aadimos 1 mL de NH3 concentrado; mientras ms le aadamos NH3, la solucin se tornaba de color rosado.

NH3

CrCl3

CrCl3 + 6 NH3 -------> [Cr (NH3)6] Cl3 Cloruro de cromo amoniaco Cloruro hexamincromato (III)

Ligando CN-

a) Colocamos 1 mL de solucin 0,2N de CuSO4 en un tubo de ensayo, aadimos 1 mL de KCN 0,2N y agitamos. Se observa un precipitado de color amarillo.

KCN

Agitamos CuSO4

CuSO4 + KCN -------> K3 [Cu (CN) 4] + K2SO4 Sulfato de cobre cianuro de potasio Tetraciano cuprato (I) de potasio

b) Colocamos 1 mL de solucin 0,2N de NiCl2 en un tubo de ensayo, aadimos 1 mL de KCN 0,2N y agitamos. Observamos que la solucin se torna de un color blanco.

KCN

Agitamos

NiCl2

NiCl2 + 4 KCN --------> K2 [Ni (CN)4] + 2 KCl Cloruro de nquel cianuro de potasio tetraciano niquelato (II) de potasio

c) Colocamos 1 mL de solucin 0,1N de AgNO3 en un tubo de ensayo, aadimos 1 mL de NaCl y agitamos. Se forma un precipitado blanco, el cloruro de plata (AgCl). Decantamos y lavamos el precipitado con agua destilada. Despus agregamos 1 mL de KCN 0,2N y agitamos. Observamos que se genera otro precipitado, como si fuera una piedrita blanca en el fondo del tubo.

NaCl

AgitamosNaNO3 AgNO3AgCl AgNO3 + NaCl ------> NaNO3 + AgCl (Primer Paso) Nitrato de plata cloruro de sodio nitrato de sodio cloruro de plata KCN

AgCl

AgCl + 2 KCN -------> K [Ag (CN)2] + KCl (Resultado) Cloruro de plata cianuro de potasio Diciano argentato (I) de potasio

d) Colocamos 1 mL de solucin 0,2N de CuSO4 en un tubo de ensayo, aadimos 1 mL de K4 [Fe (CN)6] 0,2N y agitamos. Se observa un precipitado pardo rojizo.

K4 [Fe (CN)6]

Agitamos CuSO4

2 CuSO4 + K4 [Fe (CN)6] ----------> Cu2 [Fe (CN)6] + 2 K2SO4 Sulfato de cobre ferrocianuro de potasio Hexaciano ferrato (II) de cobre (II)

e) Colocamos 1 mL de solucin 0,2N de FeCl3 en un tubo de ensayo, aadimos 1 mL de K4 [Fe (CN)6] 0,2N y agitamos. Observamos que la solucin que era de color amarillo cambia a un color azul llamado tambin azul de Prusia.

K4 [Fe (CN)6]

Agitamos FeCl3

4FeCl3 + 3 K4 [Fe (CN)6] ----------> Fe [Fe (CN)6]3 + 12 KCl Tricloruro de hierro ferrocianuro de potasio Hexaciano ferrato (II) de hierro (III)

f) Colocamos 1 mL de solucin 0,2N de Co (NO3)2 en un tubo de ensayo, aadimos 2 mL de KCN 0,2N y agitamos. Observamos que el compuesto adquiere un color marrn pardo y si lo dejamos un buen tiempo, cambia a un color verde pantano.

KCN

Agitamos

Co (NO3)2

Co (NO3)2 + 5 KCN --------> K4 [Co (CN) 5] + K (NO3) Nitrato de cobalto cianuro de potasio Pentaciano cobaltato (II) de potasio

Ligando S2O3 2- a) Colocamos 1 mL de solucin 0,2N de FeCl3 en un tubo de ensayo, enfriamos pasando el tubo por el agua del cao. Luego aadimos 1 mL de Na2S2O3 0,2N. Observamos que la solucin se torna de color violeta oscuro (ya que el FeCl3 se oxida) y su color va aclarando hasta que al final queda de un color amarillo clarito.Na2S2O3

FeCl3

FeCl3 + Na2S2O3 --------> Na [Fe (S2O3)4] Tricloruro de hierro tiosulfato de sodio Tetratiosulfato ferrato de sodio

b) Colocamos 1 mL de solucin 0,1N de AgNO3 en un tubo de ensayo, luego aadimos 1 mL de Na2S2O3 0,2N. Se observa una variacin de colores en la solucin, empezando por el amarillo, rojo, marrn, hasta llegar al color negro. Al final se genera un precipitado color negro en el fondo del tubo.

Na2S2O3

AgNO3

AgNO3 + Na2S2O3 ----------------> Na3 [Ag (S2O3)2] Nitrato de plata tiosulfato de sodio ditiosulfato argentato de sodio

Ligando SCN-

a) Colocamos 1 mL de solucin 0,2N de FeCl3 en un tubo de ensayo, luego aadimos 1 mL de KSCN 0,2N y agitamos. Se observa la solucin de color rojo sangre.

KSCN

Agitamos FeCl3

FeCl3 + KSCN -----------> Fe [Fe (SCN)6] + KCl Tricloruro de hierro tiocianato de potasio Hexatiocianato ferrato (II) de hierro (III)

b) Colocamos 1 mL de solucin 0,2N de Hg (NO3)2 en un tubo de ensayo, luego aadimos 2 mL de KSCN 0,2N y agitamos. Se genera un precipitado negro en la solucin.

KSCN

Agitamos Hg (NO3)2

Hg (NO3)2 + KSCN ------------> K2 [Hg (SCN) 4] Nitrato de mercurio (II) tiocinato tetratiocinato mercurato (II) de Potasio

c) Colocamos 2 mL de solucin 0,2N de KSCN en un tubo de ensayo, luego aadimos 1 mL de solucin de NH3 concentrado, despus se vierte 1 mL de Co (NO3)2 0,2N. se Observa la presencia de un precipitado azul en la solucin.

NH3 Co (NO3)2 KSCN

KSCN + NH3 + Co (NO3)2 --------> K2 [Co (SCN)4] + HNO3 Tiocinato de amoniaco nitrato de cobalto tetratiocinato cobalto (II) de potasio potasio

Ligando I-

a) Colocamos 1 mL de solucin 0,2N de HgCl2 en un tubo de ensayo, luego aadimos 2 mL de KI 0,2N y agitamos. La solucin se torna de color naranja y aclara rpidamente, hasta ser casi incoloro.

KI

HgCl2

HgCl2 + KI ----------------> K2 [HgI4] + KClCloruro de mercurio yoduro de potasio tetraiodo mercurato (II) de potasio

b) Colocamos 1 mL de solucin 0,2N de Pb (NO3) en un tubo de ensayo, luego aadimos 2 mL de KI 0,2N y agitamos. La solucin se torna de color amarillo intenso, y forma precipitado amarillo ms intenso con el tiempo.

KI

Pb (NO3)

Pb (NO3) + KI -------------> K2 [PbI4] Nitrato de plomo yoduro de potasio Tetraiodo plumbato (II) de potasio

CUESTIONARIO

1 y 2.-Escriba las ecuaciones qumicas y los complejos obtenidos, indicando su nmero de coordinacin.

Ligando NH3a) CuSO4 + NH3 #Nmero de coordinacin : 4b) NiCl2 + NH3 #Nmero de coordinacin : 6c) AgNO3 +NaCl + NH3 #Nmero de coordinacin : 2d) CrCl3 + NH3 #Nmero de coordinacin: 6

Ligando CNa) CuSO4 + KCN #Nmero de coordinacin: 4b) NiCl2 + KCN #Nmero de coordinacin: 4c) AgNO3 + NaCl + KCN #Nmero de coordinacin: 2d) CuSO4 + k4 Cu2 #Nmero de coordinacin: 6e) FeCl3 + k4 #Nmero de coordinacin: 6f) Co(NO3)2 + KCN #Nmero de coordinacin: 5

Ligando a) FeCl3 + Na2S2O3 Na[Fe(S2O3)2] #Nmero de coordinacin: 2b) AgNO3 + Na2S2O3 Na3[Ag(S2O3)2] #Nmero de coordinacin: 1

Ligando a) FeCl3 + KSCN #Nmero de coordinacin: 6b) Hg(NO3)2 + KSCN #Nmero de coordinacin: 4C) KSCN + NH3 + Co(NO3)2 #Nmero de coordinacin: 4

Ligando a) HgCl2 + KI #Nmero de coordinacin: 4b) Pb(NO3) + KI #Nmero de coordinacin: 4

3.-Escriba dos ejemplos de ligando: monodentado, bidentado y tridentino

- Monodentado: Amoniaco

Monxido de carbono

- Bidentados: Etilendiamina

Ion oxalato

- Tridentados: Etilenotriamina

Terpiridina(Terpy)

4. Qu es un quelato? Ejemplo.Unquelante, osecuestrante, oantagonistademetales pesados, es una sustancia que formacomplejosconionesde metales pesados. A estos complejos se los conoce como quelatos, palabra que proviene de la palabra griegacheleque significa "garra".Ejemplo: En la agricultura el quelato de hierro sirve para aportar hierro a las plantas.

5. Investigue 3 compuestos de coordinacin presente en los organismos vivos, escriba la estructura de estos

-La hemoglobina es una protena que transporta O2 en la sangre. Contiene iones hierro(II) enlazados a grandes anillos porfirina. El transporte de oxgeno por la hemoglobina implica la coordinacin y posterior liberacin de molculas de O2 por los iones Fe(II).

-La clorofila es necesaria para la fotosntesis en las plantas. Contiene iones magnesio enlazados a anillos porfirina.

-La vitamina B-12 es un gran complejo de cobalto.

6. Por qu los complejos de cobre son coloreados y por qu los de plata, no?

Los colores notablemente diferentes de los compuestos de coordinacin estn determinados por la diferencia de energa (D) entre los conjuntos de orbitales eg y t2g en sus iones complejos. Cuando el ion absorbe luz en el intervalo visible, los electrones son excitados (saltan) del nivel de energa ms bajo t2g al ms alto eg. Recuerda que la diferencia entre dos niveles electrnicos de energa en el ion es igual a la energa (e inversamente relacionada con la longitud de onda) del fotn absorbido. En caso del cobre( 4s2 3d9) se colorean de color celeste al tener una diferencia de energa menor a la plata (5s2 4d9) que se colorear de blanco.

CONCLUSIONES

Para nombrar a los compuesto de coordinacin debemos saber su frmula; con o sin ligando adems de seguir ciertas reglas de nomenclatura. De la cantidad en que combinemos los reactantes depende los productos que se formen y los respectivos nmeros de coordinacin de cada uno. Se forman numerosos ligandos, los cuales desaparecen con cada nueva reaccin

Recomendaciones Trabajar con cantidades mnimas de reactivos, para no alterar los resultados de los experimentos.Bibliografa

Qumica Raymond Chang undcima edicin

Beyer, L. Y Fernndez Herrero, V. (2000). Qumica Inorgnica. Ariel Ciencia. Barcelona.

http://es.wikipedia.org/wiki/Ligando