PREPARACION Y CARTACTERIZACION DE UN COMPLEJO DE COORDINACION

OCTAEDRICO DE COBALTO (III) PARTE I Y PARTE II.

Oscar Fernando Patiño Cód. 201021370

Luis Fernando Bandera Cód. 201110466
Andrés Felipe Pan Cód. 201110449
Yeyzon Javier Cruz Vera Cód. 201110472

RESUMEN: En este laboratorio se sintetizo el compuesto de coordinación octaédrico

cobalto (3+), este compuesto se sintetizo primero disolviendo cloruro de amonio en agua y
se llevó a punto de ebullición, se agregó luego CoCl2-6H2O. Se le agrego carbón activado
para absorber impurezas dentro de la solución, luego se enfría la solución para luego
añadir amoniaco concentrado, la función de estar en frio la solución es que retrasa e
impide la complejación del amoniaco con el metal; luego se le añade H 2O2 que se
encargara de oxidar el cobalto, pero esta oxidación se hace al caliente para aumentar la
rapidez de oxidación; se enfrió a baño hielo y se filtró, luego se llevó a lavar con HCl
acuoso, se calentó la mezcla y se volvió a filtrar para eliminar el carbón activado, luego se
añade HCl concentrado y se deja enfriar para luego filtrar y obtener el complejo.

ABSTRACT: In this laboratory synthesized octahedral coordination compound cobalt (3

+), this compound was synthesized by first dissolving ammonium chloride in water and
brought to boiling point, was then added CoCl2-6H2O. Activated carbon was added to
absorb impurities in the solution, then cool the solution and add concentrated ammonia
function being cold solution is that delays and prevents ammonia complexation with the
metal; then added H2O2 oxidized handle cobalt, but this makes the hot oxidation to
increase the rate of oxidation; was cooled to ice bath and filtered, then was washed with
aqueous HCl, the mixture was heated and filtered again to remove the activated charcoal,
then concentrated HCl is added and allowed to cool and then filtered to obtain the
complex.

INTRODUCCION:

El complejo Co(NH3)63+ es estable y química de los compuestos de

puede prepararse por oxidación del coordinación.
Co(II) en presencia de amoniaco, el
catión Co(III) forma complejos SECCION EXPERIMENTAL
octaédricos de campo fuerte y de colores
rojizos, anaranjados y amarillentos. La  Para la preparación del complejo
obtención de complejos de cobalto es primeramente se disolvieron 3(g)
sumamente útil para ilustrar aspectos NH4Cl en 9(ml) de H2O destilada.
preparativos y estructurales de la
 Luego calentamos con cuidado la medimos el espectro de
solución hasta su ebullición y absorción molecular, espectro
añadimos 3(g) de CoCL2 * 6H2O. infrarrojo (pastilla solida) y
 Enseguida pesamos 0.3 (g) de hallamos conductividad
carbón activado y lo agregamos a preparando una solución del
la solución anterior. complejo.
 Enfriamos la solución a baño de
hielo.
 Inmediatamente agregamos
15(m) de NH3 y dejamos enfriar la RESULTADOS Y DISCUSION
mezcla hasta la temperatura
de10°C o menos. 1) Obtención inoes cloruro:
 Seguidamente añada lentamente
con un gotero 6(ml) de H2O2 al [Co(NH3)6]Cl3 + 3KNO3
30%.
[Co(NH3)6](NO3)3 + 3K+ + 3Cl-
 Calentamos la solución durante
20 minutos a baño María (50-60 Con esta reacción hallamos moles del
°C) hasta que desaparezca la complejo y el nitrato.
coloración rosada del ion Co2+ lo
que indica que este se ha oxidado 1 mol de [Co(NH3)6]Cl3 3 mol de KCl
a Co3+.
 Enfriamos en hielo y luego -hallamos moles del complejo con 0,512
filtramos al vacío. gr teóricos.
 El residuo obtenido con todo
papel se lleva a una solución 0,512gr(1mol/267,5gr)=1,914*10-3 mol
hirviendo de 50 ml HCl al 0,5 M 1mol del complejo 3 mol KCl
continuamos calentando y
agitando la mezcla has su 1,914*10-3 del complejo X
ebullición.
 Filtramos en un buchner para X= 5,742*10-3
eliminar el residuo de carbón
activado. -hallamos moles de KNO3
 Al filtrado añadimos 7 ml de HCl Utilizamos 250ml a 0,1 M
concentrado y dejamos enfriar
hasta la precipitación; filtramos al n= M*V(sln)
vacío y lavamos el complejo
formado con etanol, secamos y n= 0,1mol/L*0,25L= 0,025moles KNO3
pesamos.
 Se prepararon 250 ml de KNO 3 a 1mol KNO3 1mol de KCl
0,1M y 50 ml de AgNO3 a 0,12M.
0,025 moles KNO3 X
 Tomamos 0,5 gr del complejo
formado y lo disolvemos en un X=0,025
biker con la solución de KNO3.
 Una vez disuelto añadimos Con estos cálculos sabemos que el
solución de AgNO3. reactivo límite es el complejo.
 El precipitado resultante (AgCl) se
filtra al vacío y secar y pesar el -ahora hallamos la producción de AgCl:
producto.
KCl + AgNO3 KNO3 + AgCl
 Espectros: preparamos una
solución del complejo obtenido y 1mol KCl 1 mol AgCl
5,742 * 10-3 moles KCl X

X=5,742*10-3 mol AgCl

Hallamos moles de AgNO3

n= 0,12 mol/L * 0,05L=6*10-3

1 mol AgNO3 1 mol AgCl

6*10-3 mol AgNO3 X

X= 6*10-3 mol AgCl 3) Modos normales de vibración:

El complejo sintetizado pertenece al

grupo de simetría molecular Oh. Esto
Con estos cálculos sabemos que se
indica entonces que presenta los
produjeron 5,742*10-3 moles AgCl, es
siguientes elementos de simetría:
decir que se produjeron en gr:

gr=5,742*10-3 moles AgCl * Oh E 8C3 6C2 6C4 3C2(=C24)

(143,4gr/1mol) i 6S4 8S6 3σh 6σd
Para obtener las representaciones
gr= 0,82gr de AgCl reducibles de este grupo, se aplica a la
estructura del complejo los elementos de
Experimentalmente obtuvimos 0,772gr simetría antes señalados, lo que nos
de AgCl lleva a la siguiente representación
Calculamos rendimiento: reducible:

0,82gr de AgCl 100% E 8C3 6C2 6C4 3C2(=C24)

6 0 0 2 2
0,772gr de AgCl X

X= 94,146% i 6S4 8S6 3σh 6σd

Ahora hallamos iones cloruro: 0 0 0 4 2
Encontrada la representación reducible
# Inoes Cl-= 0,772grAgCl del compuesto se procede a hallar los
*(1molAgCl/143,3grAgCl)*(1molC-/1molA descriptores de simetría para cada modo
gCl)* 6,02*1023 normal de vibración, generando la
siguiente tabla:
# Inoes Cl- = 3,24*1021
A1g A2g Eg T1g T2g
2) Proposición de formula química: 1 0 1 0 0
4NH4Cl + 4CoCL2*6H2O + 20NH3 +O2

4[Co (NH3)6] Cl3 + 8H2O A1u A2u Eu T1u T2u

0 0 0 1 0
Con ello sabemos que descriptores de
simetría, correspondiente a los modos
normales de vibración, son activos en
Raman o en infrarrojo.
El descriptor de simetría T1u es activo en formación del enlace NH....Cl tipo puente
Infrarrojo. de hidrogeno.

Los descriptores de simetría A1g, Eg, son Ʋ NH3 δ NH3 ‫ פ‬NH3 PrNH3
activos en Raman.
3240 1602 1163 654
4) Bandas de infrarrojo y U.V:

Grafica numero 1.0 bandas del espectro Grafica número 2.

IR para el complejo [Co (NH3)6] Cl3

Grafica número 1

Los complejos de Co(III) son de bajo

spin, Los complejos d6 de bajo spin
proceden de una configuración (t2g)6 (en
Análisis del espectro el campo intenso) tienen un estado
fundamental 1A1g en la parte derecha del
Las frecuencias de estiramiento NH3 de diagrama.
los complejos son más bajos que los de
la molécula de NH3 libre por dos [Co(NH3)6]3+ d6 bajo spin presenta 3
razones. Uno de ellos es el efecto de la bandas a (cm-1)
coordinación. En la coordinación, el
enlace NH se debilita y las frecuencias V-- ε
de estiramiento NH3 se bajan. Cuanto 13000 0,23
más fuerte sea el vínculo MN, más débil 21200 56
es el enlace NH y menor son las 29550 46
frecuencias de estiramiento NH3 si las Que pueden asignarse a las transiciones:
demás condiciones son iguales. Por lo 1
tanto las frecuencias de estiramiento A1g →3T1g transición prohibida de spin,
NH3 pueden ser utilizados como una ε bajo
1
medida aproximada de la resistencia de A1g →1T1g permitidas igual
la unión MN. La otra razón es el efecto multiplicidad
1
del contra-ión. Las frecuencias de A1g →1T2g estado fundamental
estiramiento del cloruro de NH3 son 5) Configuración electrónica del ion
mucho más bajos que los del perclorato, metal cobalto (III):
por ejemplo. Esto se atribuye al
debilitamiento del enlace NH, debido a la 1s2-2s2-2p6-3s2-3p6-4s2-3d6
De acuerdo con la teoría de campo Estas seis CLAS son las que se forman
cristalino tenemos: para todos los orbitales σ de los ligantes
que tienen simetría σ y no hay
-Que el ion metal cobalto (III), según la combinaciones de ligantes que tengan la
serie espectro-química de tsuchida, está simetría t2g del metal, por lo que estos
ubicado en la parte donde nos indica que últimos no participan en el enlace σ.
es predominantemente de campo alto
(fuerte) o espín bajo. De acuerdo con la simetría de grupos el
metal con una geometría octaédrica
La fortaleza del campo de los ligantes presenta los siguientes descriptores de
también depende de la identidad del ión simetría
metálico central, de hecho se toma
principalmente como carácter ORBITAL DESCRIPTOR
predominante al ion metal, independiente DE SIMETRIA
del carácter de los ligantes. S a1g
PX, PY, PZ t1u
dX2-Y2 dZ2 eg
dXY, dYZ, dZX t2g
Los orbitales moleculares se forman al
combinar las CLAS con los orbitales
atómicos del metal que posean la misma
simetría, la siguiente grafica denota los
niveles de energía de los orbitales
moleculares del complejo.

Entonces la configuración es:

T2g6 – eg0

6) Diagrama de energía según la teoría

de campo de los ligantes:

¬diagrama de energías del ligante:

Como el amoniaco solo presenta un par

electrónico libre, decimos que este
interactuará solamente en enlace σ con
el metal.

6 ligantes forman 6 CLAS por simetría a

partir de sus 6 orbitales σ.

¬ 1 CLAS a1g

¬3 CLAS t1u

¬ 2CLAS eg

Esto lo sabemos gracias a los orbitales

adaptados a la simetría que nos muestra
la teoría de grupos y simetría molecular.
 cobalto, es decir, formar la especie:
[Co(NH3)6]Cl2 + 6H2O

Que se formó junto con los iones Cl-.

Esto se favorece porque en los
complejos de cobalto (II) las reacciones
de sustitución se producen con más
rapidez.

Luego el cobalto (II) que forma el

complejo es oxidado a Cobalto (III), esta
oxidación se realizó añadiendo peróxido
de hidrogeno (agua oxigenada) y formó
la siguiente especie:

[Co(NH3)6]Cl2 + Cl- + H2O2

[Co(NH3)5H2O]Cl3 + H2O + NH3

En este último compuesto hay un

equilibrio entre el ligante agua y el
amoniaco que está presente en la
solución.

[Co(NH3)5H2O]Cl3 ↔ [Co(NH3)6]Cl3

Por ser el amoniaco más estable que el

agua en el complejo de cobalto, es el
ligante amoniaco el predominante.

Por último se adicionó HCl concentrado,

CALCULOS Y PREGUNTAS en una campana de gases; este se utilizó
ADICIONALES: para eliminar las impurezas que se
eliminaron con el carbón activado; una
1) Reacciones químicas balanceadas vez hecho este proceso, se le añade más
involucradas en la preparación del ácido clorhídrico para terminar de lavar
complejo y en la precipitación de los las impurezas, que se llevó a frio para
inoes cloruro: que precipitara el complejo de cobalto;
entonces en este último proceso se
Reacción general de proceso: adiciono HCl para diluir el complejo de
cobalto que no interfiere en nada, para
4NH4Cl + 4CoCL2*6H2O + 20NH3 +O2 luego llevar a frio y que precipite el
complejo de cobalto.
4[Co (NH3)6] Cl3 + 8H2O
Se disolvió en un erlermeyer con 250ml
La primera mezcla entre NH4Cl y el de KNO3 0,512 gr del complejo de
CoCL2*6H2O es una disociación de iones cobalto [Co(NH3)6]Cl2 dando paso a la
CL- . Se le agrego el carbón activado que siguiente reacción:
actúa como un catalizador.

Cuando se le agrego el NH3 su función

en el proceso fue la acomplejar el [Co(NH3)6]Cl3 + 3KNO3
[Co(NH3)6](NO3)3 + 3K+ + 3Cl- n = gr/ PM → n = 10,2gr / (17gr/mol)

Disuelto el complejo le añadimos AgNO 3 n = 0,6 moles de NH3

tomando la ecuación de reacción:
4NH4Cl + 4CoCL2*6H2O + 20NH3 +O2
[Co(NH3)6](NO3)3 + 3K+ + 3Cl- + 3AgNO3
4[Co (NH3)6] Cl3 + 8H2O
[Co(NH3)6](NO3)3+3KNO3+3AgCl

-4mol NH4Cl → 4mol [Co (NH3)6] Cl3

2) 4NH4Cl + 4CoCL2*6H2O + 20NH3 +O2
0,0560 mol → X= 0,0560mol
4[Co (NH3)6] Cl3 + 8H2O

Con esta ecuación podemos hallar

rendimiento de la preparación del -4mol CoCL2*6H2O → 4[Co (NH3)6] Cl3
complejo de cobalto (III)
0,0129 mol → X= 0,0129mol
¬ hallo las moles de cada compuesto que
reacciona para producir el complejo de
Co (III) 20 mol NH3 → 4 mol [Co (NH3)6] Cl3
~moles de NH4Cl: 0,6 mol NH3 → 0,12 mol
Se utilizaron 3 gr del compuesto y se Con estos datos sabemos que el reactivo
disolvieron en 9 ml. limite es el CoCl2*6H20
M=gr/PM*Vsln(l) Y se produjeron teóricamente
M= 3gr/(53.5gr/mol)(0.009L) m = 0,0129 * ((267,5gr/mol [Co (NH 3)6]
M= 6,23052mol/ L Cl3)/1 mol [Co (NH3)6] Cl3)

n = M*Vsln (L) → n= m = 3,450gr

6,23052mol/L*0,009L 3,450gr → 100%
n = 0,0560 moles de NH4HCl 2,3210 → X
~moles de CoCl2*6H20 X = 67,26%
Se utilizaron 3,076gr de CoCl2*6H20 Se obtuvo un rendimiento global del
n = gr/PM → n= 3,076gr/ (238gr/mol) 67,26% del complejo sintetizado [Co
(NH3)6] Cl3)
n= 0,012 moles de CoCl2*6H20

~moles de NH3
CONCLUSIONES:
Se utilizaron 15 ml de amoniaco
concentrado
 La mayoría de los iones metálicos
m (gr)= V*d → m= 15ml * 0,68gr/ml pueden formar complejos de
coordinación o compuestos con
m= 10,2gr moléculas o aniones dispuestos a
su alrededor. Tales moléculas se
 denominan ligando y las
moléculas que equilibra la carga
se les llama contra iones. Para
actuar como ligando, una especie
debe donar un par electrónico no
enlazantes al ion metálico para
formar un enlace metal- ligando
Entonces es indispensable que el
ligando tenga un par electrónico
libre.
 La práctica que ocupamos se
encuentra basada teóricamente
en los conocimientos aportados
por WERNER, quien estableció
los mecanismos de formación de
los complejos de coordinación.
Los métodos químicos utilizados
poseen un gran interés como
medio para conocer reacciones
de compuestos de coordinación y
su constitución.
 Otra característica destacada de
estos compuestos es la
geometría. Esta es dependiente
de la posición relativa de los
ligando en torno al átomo central.
Y está relacionada con la
estereoquímica de estos
compuestos, además de la mayor
estabilidad del metal, es decir, un
compuesto tiene mayor
estabilidad en una geometría que
en otra.