UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

FACULTAD DE CIENCIAS BIOLGICASEAP. CIENCIAS BIOLGICASQUMICA GENERAL E INORGNICA

PRACTICA N6

COMPLEJOS CON LIGANDOS COMUNES

Prctica N6COMPLEJO CON LIGANDO COMUNES

1. OBJETIVOS: En esta sexta prctica nos propusimos:A. Preparacin de compuestos de coordinacinB. Encontrar el nmero de coordinacin de los complejos con ligando comunesC. Observar la formacin de precipitados y la solubilidad de sales al formar ligandos

2. CONCEPTOS TERICOS:2.1. Ligandos:Muchos iones metlicos reaccionan con especies dadoras de pares de electrones formando compuestos de coordinacin o complejos. La especie dadora se conoce como ligando y ha de disponer al menos de un par de electrones sin compartir para la formacin del enlace. Los iones metlicos son cidos de Lewis, especies aceptoras de pares de electrones, y los ligandos son bases de Lewis. El agua, el amoniaco, el anin cianuro y los aniones haluros son ejemplos de ligandos que se enlazan al in metlico a travs de un solo tomo, por lo que se denominan ligandos monodentados. Los ligandos que se unen al metal a travs de dos tomos se llaman ligandos bidentados, como la glicina o la etilendiamina. La mayora de los metales de transicin se enlazan a seis tomos del ligando, cuando un ligando se enlaza al in metlico a travs de seis tomos se denomina ligando multidentado o ligando quelante. Tambin se puede hablar de agentes quelantes tridentados, tetradentados, pentadentados y hexadentados. Se llama nmero de coordinacin de un compuesto de coordinacin al nmero de ligandos unidos al in central. Un mismo in metlico puede presentar ms de un nmero de coordinacin, dependiendo de la naturaleza del ligando. Por otro lado, los complejos pueden presentar carcter catinico, aninico o neutro.En las reacciones de formacin de complejos un in metlico M reacciona con un ligando L para formar el complejo ML. En estas reacciones las constantes de equilibrio son de formacin y no de disociacin como en los equilibrios cido-base. Cuando el complejo tiene un nmero de coordinacin mayor o igual a 2 podemos hablar de constantes de formacin sucesivas (K). Los ligandos monodentados se agregan siempre en una serie de etapas sucesivas. En el caso de los ligandos multidentados, el nmero de coordinacin puede satisfacerse con un solo ligando o con varios ligandos agregados. Los equilibrios de formacin de complejos tambin pueden escribirse como la suma de cada una de las etapas individuales, en su caso tendrn constantes de formacin globales (). Salvo en para la primera etapa que corresponde a 1=K1, las constantes de formacin globales son productos de las constantes de formacin sucesivas de cada una de las etapas que dan lugar al producto. 2.2. Influencia de los ligandos en la estabilidad de un complejo:En los cationes de transicin la estabilidad sigue el orden:

Los complejos metlicos se preparan generalmente por la relacin entre una sal del metal con alguna otra molcula o ion.

2.3. Nomenclatura de los compuestos de coordinacin:Una vez analizados los diversos tipos de ligandos y los nmeros de oxidacin de los metales, hay que aprender a nombrar los compuestos de coordinacin. Las reglas para nombrarlos son las siguientes: El anin se nombra antes que el catin, como en otros compuestos inicos. La regla se aplica sin importar si el ion complejo lleva una carga positiva o negativa. Por ejemplo, en los compuestos K3[Fe(CN)6] y [Co(NH3)4Cl2]Cl primero se nombran los aniones [Fe(CN)6]- y Cl- y despus los cationes K+ y [Co(NH3)4Cl2]+, respectivamente. En un ion complejo, primero se nombran los ligandos, en orden alfabtico, y al final el ion metlico. Los nombres de los ligandos aninicos terminan con la letra o, mientras que un ligando neutro, por lo regular, adopta el nombre de la molcula. Las excepciones son H2O (acuo), CO (carbonilo) y NH3 (amino). En la siguiente tabla se da una lista de algunos ligandos comunes.

LIGANDONOMBRE DEL LIGANDO EN EL COMPUESTO DE COORDINACION

Bromuro, Br-Bromo

Cloruro, Cl-Cloro

Cianuro, CN-Ciano

Hidrxido, OH-Hidroxo

Oxido, O2-Oxo

Carbonato, CO32-Carbonato

Nitrito, NO2-Nitro

Oxalato, C2O42-Oxalato

Amonaco, NH3Amino

Monxido de carbono, COCarbonilo

Agua, H2OAcuo

EtilendiaminaEtilendiamino

EtilendiaminatetraacetatoEtilendiaminotetraacetato

Cuando hay varios ligandos de un tipo determinado, se utilizan los prefijos griegos di-, tri-, tetra-, penta- y hexa- para nombrarlos. As, los ligandos del catin [Co(NH3)4Cl2]+ son tetraaminodicloro. Si el ligando por s mismo contiene un prefijo griego, se utilizan los prefijos bis (2), tris (3) y tetrakis (4) para indicar el nmero de ligandos presentes. Por ejemplo, el ligando etilendiamino ya contiene el prefijo di; por tanto, si estn presentes dos de estos ligandos, el nombre correspondiente es bis(etilendiamino). El nmero de oxidacin del metal se escribe con nmeros romanos despus del nombre del metal. Por ejemplo, el nmero romano III indica que el estado de oxidacin del cromo es +3 en [Cr(NH3)4Cl2]+, que se llama ion tetraaminodiclorocromo (III). Si el complejo es un anin, su nombre termina en ato. Por ejemplo, en K4[Fe(CN)6] el anin [Fe(CN)6]4- se denomina ion hexacianoferrato4 (II). Ntese que el nmero romano II indica el estado de oxidacin del hierro. En la siguiente tabla se dan los nombres de varios aniones que contienen tomos metlicos:

METALNOMBRE DEL METAL EN EL COMPUESTO ANIONICO

AluminioAluminato

CromoCromato

CobaltoCobaltato

CobreCuprato

OroAurato

HierroFerrato

PlomoPlumbato

ManganesoManganato

MolibdenoMolibdato

NquelNiquelato

PlataArgentato

EstaoEstanato

TungstenoTungstato

ZincZincato

3. MATERIALES Y REACTIVOS:3.1. Materiales: Tubos de prueba y gradilla Piseta

Frascos goteros

3.2. 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 Sulfocianato de potasio (KSCN) 0.2 N Cloruro de sodio (NaCl) 0.2 N

4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:4.1. Ligando: NH3a) Al agregarle dos gotas de amoniaco concentrado (NH3) al sulfato de cobre (CuSO4) se observa que la solucin adquiere un tono azul intenso. CuSO4 + 4NH3 (Cu(NH3)4)SO4 sulfato de cobre amoniaco sulfato de tetraamncobre (II)

b) Conforme agregamos el amoniaco (NH3) al cloruro de nquel (NiCl2) el compuesto formado adquiere un celeste claro y un aspecto lechoso. NiCl2 + 6NH3 (Ni(NH3)6)Cl2 cloruro de nquel amoniaco cloruro de hexamn nquel (II)

c) Cuando combinamos el nitrato de plata (AgNO3) con el cloruro de sodio (NaCl) se forma un precipitado de color blanco: el cloruro de plata (AgCl) pero, al agregar amoniaco (NH3), el haluro de plata solubiliza y se forma el cloruro diamino argenta (I) de geometra lineal NaCl + AgNO3 NaNO3 + AgCl cloruro de sodio nitrato de plata nitrato de sodio cloruro de plata AgCl + 2NH3 [Ag(NH3 )2 ]Cl cloruro de plata amoniaco cloruro de diamino plata (I)

d) Al aadir progresivamente el amoniaco (NH3) al tricloruro de cromo (CrCl3) se observa el cambio de color hacia un rosado de intensa tonalidad. CrCl3 + 3NH3 [Cr(NH3 )3Cl3] cloruro de cromo amoniaco cloruro de triamino cromo (III)

4.2. Ligando: CN-a) Al agregarle dos gotas de cianuro de potasio (KCN) al sulfato de cobre (CuSO4) se observa que la solucin adquiere un tono amarillo que progresivamente vira hacia tonos mostazas sin embargo el ligando formado es inestable y rpidamente retorna al color original. CuSO4 + 4KCN K3(Cu(CN)4) + K2SO4 sulfato de cobre cianuro de potasio tetraciano cuprato (I) de potasio b) Conforme agregamos el cianuro de potasio (KCN) al cloruro de nquel (NiCl2) el compuesto formado adquiere un color blanco debido a que el ligando formado esta solubilizndose NiCl2 + 4KCN K2(Ni(CN)4) + 2KCl cloruro de nquel cianuro de potasio tetraciano niquelato (II) de potasio

c) Cuando combinamos el nitrato de plata (AgNO3) con el cloruro de sodio (NaCl) se forma un precipitado de color blanco: el cloruro de plata (AgCl) pero, al agregar cianuro de potasio (KCN) precipita la solucin NaCl + AgNO3 NaNO3 + AgCl cloruro de sodio nitrato de plata nitrato de sodio cloruro de plata AgCl + 2KCN K[Ag(CN )2 ] + KCl cloruro de plata cianuro de potasio diciano argentato (I) de potasio

d) Al agregarle dos gotas de hexacianoferrato (II) de potasio (K4(Fe(CN)6)) al sulfato de cobre (CuSO4) se observa un cambio instantneo en la coloracin que vira hacia el pardo. 2CuSO4 + K4(Fe(CN)6) 2K2SO4 + Cu2(Fe(CN)6) hexaciano ferrato(II) de potasio hexacianoferrato(II) de cobre(II)

e) Al aadir progresivamente el hexacianoferrato (II) de potasio (K4(Fe(CN)6)) al tricloruro de hierro (FeCl3) se observa que el color amarillo del haluro de hierro se cambia hacia un azul oscuro conocido como azul de Prusia. 4FeCl3 + 3K4(Fe(CN)6) 12KCl + Fe4(Fe(CN)6)3 hexaciano ferrato(II) de potasio hexacianoferrato(II) de hierro(III) Fe4[Fe(CN)6]3(s) + K4 [Fe(CN)6] K4[Fe(CN)6](ac)

f) Conforme adicionamos cianuro de potasio (KCN) al nitrato de cobalto (Co(NO3)2) el compuesto formado, inicialmente rosado, adquiere un color pardo chocolatoso lo que delata la formacin de un ligando Co(NO3)2 + 2(KCN) Co(CN)2 + 2K(NO3) cianuro de potasio diciano de cobalto(II)Co (CN)2(s)+ KCN K4[Co(CN)6](ac) hexacianocobaltato(II) de potasio

4.3. Ligando: S2O3- a) Al aadir progresivamente el tiosulfato de sodio (Na2S2O3) al tricloruro de hierro (FeCl3) previamente enfriado con agua, se observa que el color amarillo inicial se vuelve hacia un morado oscuro y conforme pasa el tiempo el compuesto se torna incoloro conforme se forma el tetratiosulfato ferrato de sodio (Na(Fe(S2O3)3)). FeCl3 + Na2S2O3 Fe(ClS2O3) + NaCl tiosulfato de sodio tiosulfato cloruro de hierro (III)

b) Conforme agregamos el nitrato de plata (AgNO3) al tiosulfato de sodio (Na2S2O3) el producto inicialmente adquiere un color negro debido a la formacin de ligando ditiosulfato argentato de sodio (Na(Ag(S2O3)2)) sin embrago se vuelve incoloro conforme la formacin del sulfuro de plata se lleva a cabo aunque se precipitan partculas negras. 2AgNO3 + Na2S2O3 AgS2O3 + 2NaNO3 tiosulfato de sodio tiosulfato de plata AgS2O + Na2S2O3 Na3[Ag(S2O3)2]4.4. Ligando: SCN- a) Al aadir progresivamente el sulfocianato de potasio (KSCN) al tricloruro de hierro (FeCl3)y se forma el hexocianatoferrato de hierro (III) (Fe+3(Fe+2(SCN)6-1)) FeCl3 + KSCN Fe(Fe(SCN)6) + KCl sulfocianato de potasio hexosulfocianato ferrato(II) de hierro (III) b) Al agregarle dos gotas de sulfocianato de potasio (KSCN) al nitrato de mercurio (II) (Hg(NO3)2) se observa un cambio instantneo en la coloracin que vira hacia el plomo. Hg(NO3)2 + KSCN HgSCN + KNO3 sulfocianato de potasio sulfocianato de mercurio (II) Hg(SCN)2 + 2KSCN K2[Hg(SCN)4]tetrasultocianato mercurato (II) de potasio

c) Cuando combinamos el sulfocianato de potasio (KSCN) con el amoniaco concentrado (NH3) y agregamos nitrato de cobalto (Co(NO3)2) se forma un complejo de color azul KSCN + NH3 + Co(NO3)2 K2(Co(SCN)4) + HNO3 sulfocianato de potasio sulfocianato de cobalto (II) de potasio

4.5. Ligando: I- a) Al agregarle unas gotas de ioduro de potasio (KI) al cloruro de mercurio (HgCl2) se observa que la solucin adquiere un tono anaranjado debido a la formacin del ligando. KI + HgCl2 K2[HgI4] + KCl cloruro de mercurio tetraiodo mercurato (II) de potasio

b) Al agregarle unas gotas de ioduro de potasio (KI) al nitrato de cobalto (Pb(NO3)) se observa que la solucin adquiere un tono amarillo intenso debido a la formacin del tetra iodo plumbato de potasio KI + Pb(NO3)2 PbI2 + KNO3 nitrato de plomo diiodo de plomo(II)PbI2 + 2KI K2[PbI4] tetraiodo plumbato (II) de potasio

5. CONCLUSIONES: Numerosos ligandos se forman de manera transitoria para desaparecer de manera veloz conforme se produce una nueva reaccin quimica Otros tantos se precipitan a gran velocidad para desaparecer conforme pasa el tiempo lo que nos indica que como los ligandos se relacionan de manera activa con otros compuestos crean enlaces transitorios de escasa duracin De la cantidad en que combinemos los reactantes depende los productos que se formen y los respectivos nmeros de coordinacin de cada uno.

6. BIBLIOGRAFA:

Beyer, L. Y Fernndez Herrero, V. (2000). Qumica Inorgnica. Ariel Ciencia. Barcelona. Chang, R. (1999) Qumica Edicin breve. Mac Graw-Hill Interamericana. Mexico Mackay, K.M., Mackay, R.A. y Henderson, W. (1996) Introduction to Modern Inorganic Chemistry. 5th edition. Blackie Academic& Professional. Londres. Masterton, W., Slowinsky, E., Stanitsky, C., (1990). Qumica General Superior. Mac Graw Hill-Interamericana. www.wikipedia.com // qumica inorgnica - complejos

CUESTIONARIO

1. Escriba las ecuaciones qumicas respectivas

2. Indique los nmeros de coordinacin en los complejos obtenidos

Ecuaciones qumicas

Nmeros de coordinacin en los complejos obtenidos

Ligando: NH31) CuSO4 + 4NH3 (Cu(NH3)4)SO4 2) NiCl2 + 6NH3 (Ni(NH3)6)Cl2 3) AgCl + 2NH3 [Ag(NH3 )2 ]Cl 4) CrCl3 + 3NH3 [Cr(NH3 )3Cl3]

1) 42) 6 3) 2 4) 3

Ligando: CN-

1) CuSO4 +2 KCN Cu(CN)2(s) + K2SO4Cu(CN)2(s) + KCN K3[Cu(CN)4](ac)1) NiCl2 +2KCN Ni(CN)2(s)+2KClNi(CN)2(S) + KCN K2[Ni(CN)4] 2) AgNO3 + NaCl AgCl(s) +NaNO3AgCl(s) +2 KCN K[Ag(CN)2] +KCl3) CuSO4 +K4[Fe(CN)6] Cu[Fe(CN)6](s) + K4SO43Cu2[Fe(CN)6](s) + 2NH3(ac) N2[Fe(CN)6]3 + 6CuH4) 4FeCl3 + 3K4[Fe(CN)6] Fe4[Fe(CN)6]3(s) +12KClFe4[Fe(CN)6]3(s) + K4 [Fe(CN)6] K4[Fe(CN)6](ac)5) Co(NO3)2 + 2KCN Co(CN)2(S) +2K(NO3)Co (CN)2(s)+ KCN K4[Co(CN)6](ac)

1) 242) 123) 664) 665) 266) 26

Ligando: S2O32-1) FeCl3 +Na2S2O3 Na[Fe(S2O3)2]2) 2AgNO3 + Na2S2O3 AgS2O3 + 2NaNO3 3 AgS2O + Na2S2O3 Na3[Ag(S2O3)2]1) 22) 13) 1

Ligando:SCN-1) 2FeCl3 + 6KSCN Fe[Fe(SCN)6] + 6KCl2) Hg(NO3)2 + 2KSCN Hg(SCN)2 + 2K(NO3) Hg(SCN)2 + 2KSCN K2[Hg(SCN)4]3) KSCN + NH3 + Co(NH3)2 K2[Co(SCN)4]

1) 62) 243) 4

Ligando:I-1) HgCl2 + 2KI HgI2 + 2KClHgI2(s) + 2KI K2[HgI4]2) Pb(NO3)2+2KI PbI2 + 2K(NO)3PbI2 + 2KI K2[PbI4]1) 242) 24

3. Escriba dos ejemplos de ligandos: monodentados, bidentados y tridentados.

Ligandos monodentados: Son aquellos que solo poseen un solo tomo dador. Entonces solo ocupa una posicin de coordinacin. Anin Flor Anin Cloro

Ligandos bidentados Son aquellos que poseen dos tomos dadores. Oxalato Etilendiamida (H2NCH2CH2NH2)

Ligandos tridentados Son aquellos que poseen tres o ms tomos dadores. Dietilentriamina () Terpiridina ()

4. Qu es un quelato?Unquelante es una sustancia que formacomplejosconionesde metales pesados. A estos complejos tambin se los conoce como quelatos, palabra que proviene de la palabra griegacheleque significa "garra". Una de las aplicaciones de los quelantes es evitar la toxicidad de los metales pesados para los seres vivos. Los quelatos son complejos formados por la unin de un metal. y un compuesto que contiene dos o ms ligandos potenciales. El proceso de formacin del quelato se conoce como quelatacin o quelacin. El producto de tal reaccin es un anillo heterocclico. Un quelante es un ligando polidentado que se coordina a un ion central por dos o ms tomos dativos. Los anillos de 5 a 6 miembros poseen ms estabilidad, por lo que se disean quelantes polidentados, es decir, multiligantes, para lograr complejos de alta estabilidad. La formacin de quelatos polidentados da por resultado un compuesto mucho ms estable que cuando el metal se une solamente con untomoligante (monodentado). Esto se debe sobre todo a efectos entrpicos, ya que despus de la primera coordinacin las dems etapas suelen producirse liberando los ligandos coordinados anteriormente y aumentando as laentropadel sistema.La estabilidad de los quelatos vara con el metal y con los tomos ligantes. Por ejemplo, elmercurioy elplomotienen mayor afinidad por elazufrey elnitrgenoque por eloxgeno. Estas diferencias sirven como base de la accin de los quelantes en el cuerpo humano.Los quelatos resultantes que se forman en el cuerpo son solubles en agua y se excretan intactos en gran parte por la orina, a una velocidad ms rpida que la esperada para el metal en s.

5. Investigue 3 compuestos de coordinacin presente en los organismos vivos, escriba la estructura de estos. a) La hemoglobina es una protena que transporta O2 en la sangre. La molcula contiene cuatro cadenas largas plegadas que se llaman subunidades. Cada subunidad contiene un grupo hemo (iones Fe2+ enlazados a anillos de porifirina) as que la molcula de hemoglobina se puede unir a cuatro molculas de O2.

b) La molcula de clorofila, esencial para la fotosntesis en las plantas, tambin contiene el anillo porfirina, pero en este caso el ion metlico es el Mg2+ en lugar del Fe2+.

c) El complejo hierro-hemo est presente en otro tipo de protenas, denominadas citocromos. El hierro forma un complejo octadrico en estas protenas, pero como los grupos histidina y metionina estn unidos con fuerza al ion metlico, el oxgeno u otros ligandos no pueden desplazarlos. Por esta razn los citocromos funcionan como acarreadores de electrones, esenciales para los procesos metablicos.

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

Prcticamente todas las sales y complejos de cobre II son coloreados y un gran nmero de ellos verdes o azules. Estos colores son debido a la presencia de una banda de absorcin en la regin de 600-900 nm del espectro electromagntico.La plata I es el estado de oxidacin ms frecuente en el que se encuentra la plata en los compuestos qumicos. En soluciones cidas o neutras es posible encontrar el catin Ag+; el cual, debido a la estabilidad de su configuracin electrnica que impide transiciones electrnicas en longitudes de onda del espectro visible, es incoloro.

ESTE TRABAJO SE HIZO GRACIAS A LOS INCONMENSURABLES E INGENTES ESFUERZOS DE:BRAVO ALIANO ALEXIS MIJAIL 14100050LEANDRO DIAZ JOSSEPY JEFFREY 14100068MENDIVIL MALPICA ALEJANDRO 14100058PRADO ALIAGA GERSON ENRIQUE 14100014GRUPO 4 - JUEVES DE 13:00 A 17:00