Compuestos inorgánicos: Cobalto, prácticas de PP4 (I)

Saludos querida comunidad, como ya les había mencionado estoy en mis últimos semestre de Licenciatura en Química Pura en La Universidad del Zulia, Venezuela esto quiere decir que ando viviendo mis últimas experiencias como estudiantes en los laboratorios de pedagogía y trabajando en mi trabajo de investigación, del que les hablé un poco en mi post anterior. Ahora bien, una de las nuevas materias que presenta el nuevo resumen académico de esta especialidad es PP4: Química de los complejos de Metales de Transición, en ella desarrollamos los conocimientos y las estrategias previamente adquiridas en Inorgánica I e Inorgánica II. El objetivo radica en el desarrollo de prácticas experimentales en donde podamos sintetizar complejos basados en metales de transición que puedan resolver una necesidad a nivel mundial.

Figura 1. Acercamiento tabla periódica, metales de transición

Complejos de Cobalto

Los complejos de metales de transición son muy reconocidos a nivel industrial, pues de ellos nacen millones de reacciones que pueden ocurrir de manera mucho más rápida que habitualmente, es decir que funcionan como catalizadores y como precursores de ciertas síntesis. El elemento metálico, Co = Cobalto es un metal muy abundante de posición número 27 en la tabla periódica de elementos químicos y grupo número 9, su apariencia química es de tipo blanco azulado además que posee muchas características a metales muy cercanos a él, como el Hierro (Fe) logra desarrollar una mayor estabilidad química tanto en presencia de oxigeno como hidrógeno.

Figura 2. Fragmentos de Cobalto puro.

Sigamos y hablemos ahora de los complejos, para esta práctica tipo proyecto en particular tenemos una lista de ligando y solventes disponibles en el laboratorio por la cual debemos apegarnos a ella. Bajo la ayuda del profesor hemos seleccionado el siguiente complejo:

Figura 3. Di cloro di fosfina de Cobalto (II). (Fuente propia)

Hidroformilación de Complejos de Co para obtención de aldehídos

En general, una Hidroformilación se trata de la trasformación de una olefina a un grupo funcional de aldehído, en ella pueden ocurrir inserciones, desinserciones, migración, carbonilación, hidrogenaciones y demás procesos que permitan obtener su grupo final, a continuación les presento una muestra de una Hidroformilación del estireno con el complejo de Co, en este caso CoHPy(PPh₃)₂

Figura 4. Ciclo catalítico, Hidroformilación de Estireno con gas en síntesis con CoHPy(PPh₃)₂. (Fuente propia)

Aldehídos

Los aldehídos son compuestos orgánicos que contienen en su estructura un grupo formilo, este se puede obtener fácilmente mediante la oxidación de alcoholes del tipo primario, y por procesos de carbonilación, como este es el producto que queremos obtener dependerá del sustrato a utilizar el producto final, sin embargo es bueno que conozcamos algunas aplicaciones de los aldehídos en el mundo. Los aldehídos son muy habituales en la fabricación de resinas, plástica, solvente, pinturas, perfumes y esencias, además que también funciona como sustrato para la producción de otros componentes químicos como la baquelita y la melamina.

Metodología

Para obtener nuestro precursor CoCl₂(PPh₃)₂ partimos de su sal metálica, CoCl₂•6H₂O (0.3126g) y nuestro ligando PPh₃ (0.6643g) y como solvente 10mL de Etanol. Todo este sistema fue armado en un balón de 3 bocas, con ambiente inerte, específicamente de Argón y fue calentado aproximadamente a 110°C con un condensador por 2 horas.

Figura 5. Síntesis de CoCl₂(PPh₃)₂, primer prueba. (Fuente propia)

Finalmente fue lavado al vacío con exceso de etanol y con una cánula con extremos de papel filtro, para eliminar rastros del mismo, para luego ser almacenado en un ambiente de 8°C hasta la siguiente experiencia.

Las proyecciones es que para la próxima práctica podamos caracterizarlo mediante pruebas simples y lo siguiente sería probar su capacidad catalítica frente a las olefinas, de forma más específica el Estireno.

Bibliografía

-B. Douglas, D. McDaniel. CONCEPTOS Y MODELOS DE QUIMICA INORGANICA. España, 1970.
-J. Huheey, E. Keiter, R. Keiter. QUIMICA INORGANICA, PRINCIPIOS DE ESTRUCTURA Y REACTIVIDAD. Oxford University Press, 1999. Pag 615.
-J. Chin, M. Banaszczyk, V. Jubian, X. Zou. COBALT(III) COMPLEX-PROMOTED HYDROLYSIS OF PHOSPHATE DIESTERS: COMPARISON IN REACTIVITY OF RIGID CIS-DIAQUO(TETRAAZA)COBALT(III) COMPLEXES. J. Am. Chem. Soc., 1989.
-J. Davis. ASM SPECIALLY HANDBOOK: NICKEL, COBALT, AND THEIR ALLOYS. ASM international, 2000.