Trans-diclorobis(etilendiammino)cobalto(III) cloruro

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ale93

2011-09-23 21:02

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.

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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.

DSC02433 copia.JPG
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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!

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Domani vorrei trasformarne un po' in

cis-diclorobis(etilendiammino)cobalto(III) cloruro, di colore violetto!

I seguenti utenti ringraziano ale93 per questo messaggio: TheChef, Beefcotto87, **R@dIo@TtIvO**, jobba, Mario, fosgene, Rocco451, the-rock-91

TheChef

2011-09-24 06:49

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

2011-09-24 07:35

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

2011-09-24 08:50

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 asd) 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.

I seguenti utenti ringraziano quimico per questo messaggio: ale93

Max Fritz

2011-09-24 12:44

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

2011-09-24 13:16

Grazie a tutti! Per quanto riguarda il riduttore, decine di negozi hanno cercato di vendermi l'intero saldatore asd, 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 asd)

**R@dIo@TtIvO**

2011-09-25 08:33

Complimenti ale complimenti! Appena avrò tempo leggerò tutto con calma! :-)

Chimico

2011-09-25 08:36

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

2011-09-25 09:56

Grazie Rad :-D Chimico appena posso provo!

TheChef

2011-09-25 10:19

ale93 ha scritto:

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 :-)

Chimico

2011-09-25 11:33

e non puoi usare un compressore?

lorenzo

2011-09-25 17:17

OT Ragazzi, non vorrei fare il guastafeste, ma secondo me questa andrebe in Inorganica!

Max Fritz

2011-09-25 18:23

Abbiamo adottato come convenzione la regola che ogni sintesi di composti contenenti molecole organiche deve essere postata in Organica. Di pareri ce ne sono moltissimi, ma non se ne esce senza prendere una decisione definitiva.

Chimico

2011-09-25 21:05

ma chi ha adottato? non ha preso nessuno una decisione...questa molecola l'ho sintetizzata nel laboratorio di inorganica...perchè è inorganica.. volete un forum di alto livello? allora questa è inorganica..

lorenzo

2011-09-25 21:27

Io i complessi di cobalto, come per esempio il tris-etilendiamminocobalto (III), li ho sintetizzati al laboratorio di chimica inorganica!

quimico

2011-09-26 06:42

non per rompere ma anche io considero questo un complesso inorganico, chi fa la differenza è il metallo, il cobalto. se create una sezione organometallica o metallorganica allora non ci saranno diatribe... dai dai dai

Chimico

2011-09-26 07:48

il ''protagonista'' è appunto il metallo... la chimica organica studia la chimica del carbonio....qua il carbonio fa solo una comparsa....

Max Fritz

2011-09-26 08:29

Sentite, permettetemi ma sono veramente STUFO.

Accetto anche che vengano classificate come molecole inorganiche, basta che sia la decisione definitiva.

Questo giochetto di cambiare idea e di sentire le varie opinioni si è ripetuto fin troppe volte ed E' ORA DI FINIRLA.

Addirittura c'è chi da una volta all'altra ha cambiato idea, contraddicendo se stesso...

Quindi adesso vedo se si riesce ad aprire un sondaggio a riguardo, ma una volta che si sarà scelta la classificazione opportuna il prossimo che vi si oppone si becca un warn. Chiaro?

La discussione per ora rimane dov'è, altrimenti vien fuori un pandemonio.

Max Fritz

2012-09-06 12:45

Ho provato qualche giorno fa la sintesi di questo complesso, con qualche problema. Innanzitutto utilizzando il cloruro di cobalto anidro (avevo solo quello al momento, l'idrato mi è arrivato pochi giorni dopo azz! ) converrebbe scaldare un po' la soluzione per favorire l'idratazione, altrimenti rimane leggermente torbida all'inizio. Poi è stato impossibile ottenere dei bei cristalli come quelli della foto di ale93, ma sapete che io e i cristalli siamo nemici giurati. Spesso, oltre alla massa verde, mi si formavano cristalli abbastanza grossi, a forma di parallelepipedi a base quadrata, di colore arancione vivo, e ho pensato che si potesse trattare del tris-(etilendiammino)cobalto (III) cloruro, dovuto ad un eventuale eccesso di 1,2-etilendiammina. Ad ogni modo, ecco le foto:

trans-diclorobis(etilendiammino)cobalto (III) cloruro - 1.JPG
trans-diclorobis(etilendiammino)cobalto (III) cloruro - 1.JPG
trans-diclorobis(etilendiammino)cobalto (III) cloruro - 2.JPG
trans-diclorobis(etilendiammino)cobalto (III) cloruro - 2.JPG
Per quanto riguarda la formazione dell'isomero cis- non sono ancora riuscito ad ottenere risultati positivi (ho provato le metodiche descritte da quimico), ma ritenterò in seguito. Il composto da me ottenuto, sciolto in acqua dà soluzioni verde sporco, chiare rispetto al colore del solido, che per leggero riscaldamento virano velocemente al marrone e se lasciate evaporare (tanto a bagnomaria quanto a t. ambiente per lungo tempo) restituiscono nuovamente il solido verde. Trattando una soluzione acquosa concentrata con acetone ottengo la precipitazione quasi totale del soluto (come polvere verdastra granulosa) e la colorazione dell'acetone in azzurro-blù.

marco the chemistry

2013-06-22 18:46

Ogni tanto ritorno a fare qualche complessino asd..Giusto per non essere monotoni e perchèproprio non mi andava di far passare per ore e ore aria nella soluzione, ho seguito una metodica un po' diversa mescolando un po' la metodica usata da ale e max e quella trovata nel pdf allegato. Ho sciolto in 56ml di acqua distillata 12g di CoCl2*6H2O, ho aggiunto 4ml di etilendiamina pura (sotto agitazione). Ho mescolato tutto per 2 minuti e poi scaldato a circa 60°, dopodichè ho aggiunto goccia a goccia 7ml di H2O2 30%, agitando dopo ogni goccia. Si ha una forte effervescenza. Ho poi aggiunto 80ml di HCl 20% e concentrato senza far bollire fino a che non si è formata una crosta cristallina. A questo punto ho fatto raffreddare, filtrato i cristalli e li ho asciugati all'aria.

Ho tenuto le acque madri per concentrarle ulteriormente e recuperare altro complesso (domani).

Co en2 Cl2 xray 100709.pdf
Co en2 Cl2 xray 100709.pdf

marco the chemistry

2013-07-10 13:51

Oggi ho ripetuto la sintesi di questo complesso perchè vorrei utilizzarlope rpreparare altri derivati. Sono partito da 24g di CoCl2*6H2O e ho seguito la procedura scritta nel mio messaggio precedente. Ho ottenuto 12g dell'isomero tras come cristalli aghiformi verde scuro

Inoltre ho provato a tirare a secco a 80° le acque madri che contenevano ancora un bel po' di Co! Ho ottenuto 9,5g di una polvere violacea, dalcolore non spettacolare, dovrebbe essere l'isomero cis (ma non ne sono sicuro)

http://imageshack.us/photo/my-images/818/51ug.jpg/

Max Fritz

2013-07-10 14:31

Ecco, mi sa che soffro di daltonismo.

Ho ottenuto una cosa molto simile alla tua seconda foto, in tutti i tentativi di preparare l'isomero cis-, ma io quel colore lì lo vedo verde che più verde non si può, nessuna traccia di violetto.

ale93

2013-07-10 17:34

Anche io lo vedo verde *Si guarda intorno* Quando ho provato a preparare l'isomero cis- ho ottenuto una polvere simile di colore rosa/viola Secondo me hai solo ricavato l'isomero trans che era in soluzione tirando a secco

Beefcotto87

2013-07-10 17:53

Secondo me può aver solo sbagliato foto ;-)

marco the chemistry

2013-07-10 17:57

Boh..dalvivoera un po'diverso...però anche io non ne ero convintissimo...boh..più che altro mi sa di un mix...il trans è molto molto più verde...bah io ci rinuncio!

MaXiMo

2013-07-10 18:44

Hahaha..haaaaaaaaaaaaaa:-D ...........convintissimo....

Chi di formula ferisce ..di foto perisce....................

:-D :-D :-D.....ridicolo x la foto.."sufficiente" per il lavoro.

(Nessuna rappresaglia eh..) è uno scherzo e ridi ogni tanto!!!

Max Fritz

2013-07-10 20:04

Bah, come dicevo, anche a me è capitato lo stesso fallimento. La soluzione si colorava in viola-arancio, ma portando a secco riottenevo la polvere verde come quella di marco. Peccato perchè mi sarebbe piaciuto ottenere anche il cis. Hai qualche foto ale?

ale93

2013-07-11 17:22

Purtroppo non ho foto azz!

Comunque ho usato il metodo postato da quimico usando piccolissime quantità e ho ottenuto una polverina viola.

Lavorando con soluzione più concentrato ho notato che scaldando la soluzione diventa violetto, mentre quando evapora tutta l'acqua si riforma l'isomero trans-

marco the chemistry

2013-07-17 10:13

Ieri ho fatto ancora un po' di questo complesso perchè mi serve per preparare il complesso con l'anilina (analogo di quello con la py). Ho eseguito la sintesi con la solita procedura e ho bollito fino ad ottenere i primi cristalli, ho ottenuto una massa verde scuro con qualche cristallo viola..per ottenere solo cristalli verdi ho aggiunto un paio di ml di acqua e riportato a ebollizione, al raffreddamento solo cristalli verdi che stamattina ho filtrato e messo ad essiccare. Bene, ora viene il bello! Ho concentrato a metà del volume iniziale le acque madri e ho ottenuto dei cristalli viola con qualche cristallino verde.

Quelli qui ritratti sono una piccola parte di cristalli selezionati per cercare di eliminare pi\ cristalli verdi possibile, ce n' è ancora qualcuno comunque....Dopo provo a lavarli con acqua gelida e vediamo cosa succede....

I cristalli viola ridisciolti in acqua a temperatura ambiente danno una soluzione verde. Dubito che il complesso si sia scassato semplicemente bollendolo in HCl 20%... credo sia precipitatol-isomero cis... ma anche questa volta sono solo supposizioni (i simpaticoni evitino commenti)

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