Trans-diclorobis(etilendiammino)cobalto(III) cloruro

[ale93]

Questo bel complesso del Co3+ si prepara facendo reagire CoCl2 con etilendiammina acquosa e per ossidazione per mezzo di O2.
ATTENZIONE!!!L'etilendiammina è molto corrosiva per gli occhi, la pelle e il tratto respiratoria, anche se in soluzione diluita va maneggiata con la massima cura. Se si prepara la soluzione da etilendiammina pura, ricordo che è un liquido molto fumante all'aria e va prelevato con una siringa o pipetta interamente in vetro, dato che attacca facilmente la plastica.
Il cloruro di cobalto è tossico e cancerogeno, l'acido cloridrico è corrosivo.
Inoltre durante la sintesi si sviluppano vapori corrosivi e gas molto tossici (cloro), lavorare sotto cappa o all'aperto!

REAGENTI E STRUMENTI NECESSARI:
-Etilendiammina soluzione 10% in acqua :irritante::corrosivo:
-Ossigeno :comburente:
-Cloruro di cobalto(II) :tossico:
-Acido cloridrico 30%
-Pallone da 100ml a due colli
-Refrigerante ad aria
-Attrezzatura per filtrazione sotto vuoto.

PROCEDIMENTO:
In un pallone da 100ml si prepara una soluzione sciogliendo 3g di cloruro di cobalto(II) in 10ml di acqua distillata. la soluzione ottenuta è rosso scuro.
Si aggiungono poi 10ml di etilendiammina al 10%, la soluzione vira al marroncino. Si pone il pallone in un bagno di acqua bollente e si attacca il refrigerante ad aria nel collo centrale, mentre nel secondo collo si mette un tubo che porta ossigeno direttamente all'interno della soluzione.
   
In alternativa all'ossigeno si può usare una lenta corrente di aria, con tempi di ossidazione più lunghi.
Si fa così passare una lenta corrente di O2 nella soluzione posta in bagno di acqua bollente per un'ora e mezza (circa tre ore se si utilizza aria). Alla fine di questo periodo il colore della soluzione vira al rosso scuro-marrone.
   
Si aggiungono ora 10-15ml di acido cloridrico al 30% (ATTENZIONE!!! si sviluppano fumi bianchi per reazione con l'etilendiammina ancora presente).
Si concentra ora fino a pellicola sulla superficie del liquido (ancora ATTENZIONE! Si sviluppa una piccola quantità di cloro), occorre ridurre il volume fino a circa 6-7ml.
A questo punto si lascia cristallizzare in bagno di ghiaccio per alcuni minuti, si filtra su buchner e si lascia asciugar con pompa accesa.
La resa è stata di 0,7g, pari al 20% della teorica, il prodotto finale si presenta come piccoli cristalli verdi, hanno un colore veramente fantastico!
   
Domani vorrei trasformarne un po' in
cis-diclorobis(etilendiammino)cobalto(III) cloruro, di colore violetto!

[TheChef]

Ma che bella sintesi! Bravo davvero. Inoltre sarò sincero, provo invidia per il riduttore della bombola di ossigeno che non trovo. Ho la setssa medesima bombola ma senza riduttore rimane li a prendere polvere! Bravo.

[Chimico]

bravo ho fatto qualche anno fa questa reazione quindi se trovo le relazioni fatte all'epoca aggiungerò qualche dato utile...
theChef volendo ripetere la reazione...potresti usare il vuoto per far passare aria attraverso la soluzione...evitando di sprecare la bombola di ossigeno...

[quimico]

Se avessi la miscela racema si potrebbe usare l'acido d-α-bromocamfor-π-solfonico e poi separare i due enantiomeri (Λ e Δ) per ricristallizzazione frazionata.
Comunque il passaggio trans-cis è facile, basta riscaldamento con bagno ad acqua, o ad olio se lo si possiede.

Questi due complessi, ovvero trans-[CoCl₂(en)₂]⁺ e il cis-[CoCl₂(en)₂]⁺, sono due isomeri geometrici.
Gli isomeri geometrici sono complessi metallici in cui i ligandi coordinanti sono presenti nella stessa proporzione ma variano nell'arrangiamento dei ligando attorno all'atomo di metallo centrale.
Sebbene abbiano sempre le identiche formule chimiche, gli isomeri geometrici hanno spesso proprietà completamente differenti, quali ad es. i momenti magnetici, i colori, le forze di legame, e le reattività.

Questi due complessi del cobalto sono entrambi esacoordinati.
Ci sono sei ligandi legati all'atomo di metallo centrale in una struttura ottaedrica. Un ottaedro è un solido geometrico con sei vertici, ogni vertice è a 90° rispetto ai suoi quattro più vicini vicini (scusate il gioco di parole ) e a 180° dal vertice rimanente. Quando visto come un poliedro, si può notare che un ottaedro ha otto facce triangolari.
In un ottaedro perfetto le facce sono tutte triangoli equilateri identici.
Poiché abbiamo un set di ligandi misti [cloruro ed etilendiamina (en), dove en è un ligando bidentato che due siti di coordinazione al metallo identici], queste due molecole avranno una struttura ottaedrica distorta.

I complessi del cobalto(III) subiscono reazioni di sostituzione dei ligandi relativamente lentamente e tendono ad essere stabili anche quando solvatati. Questo permette di isolare specie metastabili tramite cristallizzazione prima che possano convertire alla forma più stabile termodinamicamente.
Sebbene la chimica favorevole dei complessi del cobalto(III), lo ione Co(III) NON è stabile in acqua a causa della reazione di idrolisi riportata sotto.

4 Co³⁺(aq) + 2 H₂O (aq) → 4 Co²⁺ (aq) + 4 H⁺(aq) + O₂(g)

Come ha fatto ale93 per assicurare un costante apporto (piccolo) di Co³⁺ durante la reazione si può gorgogliare ossigeno o aria durante la reazione, usando diversi apparati strumentali.
Invece, in altre preparazione si usa come ossidante il perossido di idrogeno (H₂O₂) per ossidare il cobalto.
Una volta che il Co³⁺ è stato coordinato dall'en e dal cloruro, il cobalto(III) diventa stabile, non subendo quindi la riduzione a cobalto(II).


Riporto qui una preparazione alternativa per i due complessi.

Preparazione del trans-[CoCl₂(en)₂]Cl

Iniziare dissolvendo 1.2g di cobalto(II) cloruro esaidrato in 9.5mL di acqua deionizzata in pallone a due colli a fondo tondo opportuno equipaggiato con una cannula (o una pipetta Pasteur inserita in un tappo di gomma forato).
Inserire un'ancoretta magnetica e agitare la soluzione durante le successive aggiunte.
Prima aggiugnere 2.5mL di una soluzione al 16% di etilendiamina.
Quindi aggiungere lentamente 1.2mL di una soluzione al 30% di H₂O₂ (goccia a goccia) – l'aggiunta dovrebbe essere fatta in 5 minuti.
Infine, aggiungere 2.4mL di HCl concentrato goccia a goccia alla miscela di reazione.
Successivamente, scaldare il tutto su un bagno ad olio o ad acqua mentre si gorgoglia aria o ossigeno attraverso la cannula (o la pipetta Pasteur). Questo rimuove l'acqua.
Lasciare evaporare la soluzione fino a quando il volume è ridotto a circa 2 mL – si noteranno dei cristalli verdi.
Raffreddare la soluzione in un bagno di ghiaccio, e quindi filtrare sotto vuoto per raccogliere i cristalli.
Lavare due volte con porzioni da 8mL di MeOH, e quindi con due porzioni da 8mL di dietiletere – queste di solito rimuove l'HCl solvatato.
Disponete i cristalli su una maggiore superficie e lasciate asciugare all'aria.


Preparazione del cis-[CoCl₂(en)₂]Cl

Dissolvere il trans-[CoCl₂(en)₂]Cl nella minima quantità di acqua deionizzata necessaria in una pallone a fondo tondo opportuno.
Agitare per circa 5-10 minuti prima di porre il tutto su un bagno ad olio ed evaporare il tutto fino a secco.
Il prodotto dovrebbe avere un colore uniforme violetto.
Se no la procedura di evaporazione deve essere ripetuta.
Grattare il solido trasferendolo su un imbuto, e lavarlo con poca acqua ghiacciata.
I cristalli violetti dovrebbero rimanere: questo è l'isomero cis anidro.
Se non si è in grado di isolare il solido violetto, preparare invece 5mL di una soluzione acquosa 0.015M dell'isomero trans. Scaldare questa soluzione verde in un bagno ad olio – dovrebbe diventare violetta. Raffreddare la soluzione con ghiaccio ed osservare cosa succede; riscaldare la soluzione se necessario.

[Max Fritz]

Complimenti di nuovo ale
Permettimi un solo piccolo consiglio: io lavorerei con quantità un pochino più grandi, se non mancano i reagenti, perchè altrimenti, nel caso in cui il prodotto sintetizzato ti serva poi per qualcosa (in questo caso ad es. per trasformarlo nell'altro isomero cosa fai, dimezzi 0,7g?), ti tocca rifare la sintesi per averne abbastanza... e sarebbe una gran scocciatura

[ale93]

Grazie a tutti!
Per quanto riguarda il riduttore, decine di negozi hanno cercato di vendermi l'intero saldatore , comunque l'ho trovato al Brico, devi cercare "riduttore ossigeno per Art.555", costa sui 20€.
Quimico ti ringrazio per aver postato la procedura, appena posso la provo!
Max ho voluto evitare quantità maggiori, perchè alla fine del composto non me ne farei nulla(a parte trasformarne 0,1g nell'altro isomero giusto per vedere com'è )

[**R@dIo@TtIvO**]

Complimenti ale complimenti! Appena avrò tempo leggerò tutto con calma!

[Chimico]

devo dire che il colore di questi due composti è bellissimo....per trasformarlo ti consiglio di fare come ho fatto io...

prendi un becker...gli metti dentro acqua e sopra un vetrino da orologio...sul vetrino da orologio metti il sale e poca acqua...(anche perchè essendo un vetrino non ce ne andrebbe comunque molta)...riscaldi fino a fare evaporare tutta l'acqua che bagna il sale...poi rimetti dell'acqua e fai ri-evaporare...

[ale93]

Grazie Rad
Chimico appena posso provo!

[TheChef]

l'ho trovato al Brico, devi cercare "riduttore ossigeno per Art.555", costa sui 20€.

Grazie mille domani se riecso faccio un salto...più che per qusta sintesi è per altre reazioni in cui ho bisogno di un flusso di O2 ma non vi dico altro