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arabera Camila Ailén González 1 year ago

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Metales de Transición

El cobalto es un metal de transición con estados de oxidación +2 y +3, siendo el +2 el más estable. En compuestos como óxidos y halogenuros, el cobalto forma estructuras variadas, como CoO, que es verde claro, y CoCl2 que puede transformarse en CoF2 mediante deshidratación.

Metales de Transición

Metales de Transición

Cobre (Cu)

Circuitos impresos y componentes electrónicos

CuSO4 para fungicidas y pesticidas

NH3 reemplaza H20

Azul oscuro

[Cu(H2O)6]

azul

Oxosales

CuSO4.5H20

deshidratado = blanco

Color azul

En exceso de X forman complejos

CuBr2

casi negro

CuCl2

CuF2

incoloro

Hidróxido

Cu(OH)2

[Cun(OH)n+2] 2-

azul oscuro

Caracter anfótero

CuO

CuO + CO --> Cu + CO2

CuO + H2 --> Cu + H2O

CuNo3 --> CuO + NO2

+1

El exceso es en extremo venenoso, se utilizan agentes quelantes para tratarlo

Hemocianinas, moleculas trasportadoras de oxígeno entre los invertebrados

Es un oligoelemento biológicamente importante luego del hierro.

Calulas solares sensibilizadas

Catalizadores

Pigmentos azules y verdes

muy insolubles en agua

2 Cu 2+ + 4I- --> 2CuI2 --> 2CuI + I2

Precipita rápido

Cu 2+ + 2X- + Cu0 --> 2CuX

CuBr amarillo pálido

CuCl blanco

No se conoce el fluoruro

Sulfuros

Cu2S

2Cu + S0 --> Cu2S

Sólido cristalino negro

Cu2O

2CuO --> Cu2O + 1/2O2

Cristales rojos

Complejos lineales

Son diamagnéticos e incoloros

Estabilidad: depende del equilibrio

Cu0 + Cu2+ --> 2Cu+ E0= -0.37V

Níquel (Ni)

+2

Compite con el Cu por algunos situos de coordinación

Es retenido por el riñon por un sistema proteico

Baterías

Imanes

Industria aeroespacial

Cuadrados planos

[Ni(DMG)2]

rojo

[Ni(CN)4]2-

amarillo

Son diamagnéticos

Tetrédricos

Color azul intenso

[NiX4]2-, [NiX2L2], [Ni(L-L)2]2+

[Ni(H2O)6]2+

Muchos L desplazan al agua

Son paramagnéticos

color verde, muy lábil

Cianuro: [Ni(CN)2 precipitado amarillo

Los cuatro halogenuros son anhidridos o hexanhidridos NiX2.NiX2.6H2O

menos el F- = NiF2.3H2O

Hidróxido Ni(OH)2

Gel de color verde

No muestra anfoterismo, soluble en ácidos

Precipita en soluciones acuosas de sales de Ni II por adición de metales alcalinos

Óxidos NiO

Sólido de color verde

Se obtiene al calentar el hidróxido

Se disuelve en ácidos

Carácter básico

Cobalto (Co)

Es utilizada por bacterias para producir metano

Elemento indispensable, contenido en la vit B12, su carencia provoca anemia perniciosa

Pigmentos y tintes

Radioterapia

Aleaciones de cobalto

Oxidación:

[CoL6]2+ + O2 --> [CoL6]3+

[Co(H2O)6]2+ + 6L --> [CoL6]2+ + 6H2O

Y combinación de dos ligandos X y dos neutros [CoL2X2]

ligandos aniónicos monodentados: Cl-, Br-, I-, SNC-, OH-

Octaédricos

[Co(EDTA)]2-

[Co(dipy)3]2+

[Co(en)3]2+

[Co(NH3O]6]2+

[Co(H2O)6]2+

[Co(NH3O)6]2+ --> [Co(NH3O)6]3+ +1e E0ox= -0.1V

Presencia de ligandos fuertes

[Co(H2O]62+ --> [Co(H2O)]63+ + 1e E0ox= -1.84V

Soluciones sin agentes complejantes

Complejo más estable

CoCl2 + HF --> CoF2

Por deshidratación de los halógenos hidratados

Óxidos

CoO

Al calentarlo se obtiene Co3O4

Verde claro

Hierro (Fe)

Ferritina, almacen de hierro

Industria química

Tratamiento de aguas

Fabricación de acero

No existen aminocomplejos en solución

Tetraédricos

[FeCl4]-

La mayoría octaédricos

Sales rosadas claras o blancas

Por eso no existe FeS3

Sales solubles con aniones que no reduzcan el Fe(III) a Fe(II)

No estable

3I- + Fe3+ --> 3/2I2 + Fe2+

Estables

FeF3, FeCl3, FeBr3

Tendencia a la hidrólisis

...................... --> [Fe(OH)6]3- + H+

[Fe(H2O)5(OH)]2+ --> [Fe(H2O)4(OH)2]+ + H+

[Fe(H2O)6]3+ --> [Fe(H2O)5(OH)]2+ + H+

Poder polarizante de Fe3+

Cadena respiratoria, citocromos

Constituyente principal de la hemoglobina, deficiencia de Fe 2+ causa anemia

fertilizantes y aditivos para el suelo

Pigmentos para pintura y tintas

Suplementos nutricionales

Los complejos tetraédricos son pocos y más coloreados.

[Fe(fen)3]3+ + e- --> [Fe(fen)3]2+ E0=1.12V

[Fe(H2O)6]3+ + e- --> [Fe(H2O)6]2+ E0=0.77V

[Fe(CN)6]3- + e- --> [Fe(CN)6]4- E0=0.36V

La mayoría octaédricos, pueden oxidarse a férrico

Sales

Tienden a oxidarse

Solubles con excepción de carbonatos y sulfuros

Forma sales estables con todos los aniones estables

Existen los cuatro en forma anhidrida

FeI2.4H2O verde pálido

FeBr2.6H2O verde pálido

FeCl2.6H2O verde pálido

FeF2.8H2O incoloro

2Fe(OH)2 + HO --> Fe2O3.nH2O E0=0.56V

2Fe2+ + 1/2O2 + 2H- --> 2Fe3+ + H2O E0=0.46V

Manganeso (Mn)

Estados de oxidación
+7

KMnO4: Oxidante, Reactivo analítico

Reducción

MnO4- + 8H+ + 5e --> Mn2+ + 4H2O E0= 1.51V MnO4- + 2H2O + 3e --> MnO2 + 4OH- E0= 1.23V

4MnO4- + 4H- --> 4MnO2 + 2H2O + 3O2

Catalizada por la luz

Obtención: A partir de MnO4- en medio sulfúrico

MnO4-

3MnO42- + 4H+ --> 2MnO4 + MnO2 + 2H2O verde violeta marrón

Carácter no metálico

Obtención: MnO2 + 2K2O + O2 --> 2K2MnO4

+4

Catalizador

MnO2: Fabricación de pilas secas

Son pocos los estables:

Mn(SO4)2

MnCl4

MnO2

MnO2

Carácter ácido

>T° Reacciona con óxidos básicos

Da Manganitos

Se reduce con facilidad

MnO2 + 2HCl --> MnCl2 + Cl2 + 2H2O

+2

Importante constituyente del sistema nervioso central

Agente redoz

Enzima hepática arginasa

conviertes desechos nitrogenados en urea

Crucial en enzimas vegetales ya animales

Aceros especiales

Aleaciones ferromanganeso (Fe-Mn-C)

IC:6 Rosado tenues

IC: 4 Amarillo-verdoso

Con NH3 líquido puede obtenerse [Mn(NH3)6]2+

No existen los aminocomplejos en solución

Menos estables que Fe2+ y Cu2+, debido a que no tiene energía de estabilización por campo crsitalino

Química

MnCl2 --> MnO2 --> MnO42+ --> MnO4- KOH acético

[Mn(H2O)6]2+ dificilmente oxidable

MnO4- --> MnO3+ --> Mn2+ --> Mn0 1.5V 1.5V -1.18V

Cromo (Cr)

+6

Estado de oxidación más estable

Alcoholimetro

Se utilizan para pintar las marcas amarillas en la calle

K2Cr2O7 + H2SO4 (mezcla sulfocrómica) desengrasante para limpiar material de vidrio

Dicromato y cromato como agentes oxidantes

((NH4)Cr2O7 --> Cr2O3 + N2 +4H2O

Sales de cromilo

CrO3 + 2HCl --> CrO2Cl2 + H2O

K2CrO4 + NaCl + 3H2SO4 --> 2CrO2Cl2 + K2SO4 + 2Na2SO4 + 3H2O

CrO3 en solución es ácido

CrO3 + H2O --> H2CrO4

Cr2O72- + H2O

Naranja

Cr2O72- + 14H+ + 6e --> 2Cr3+ + 7H20

2CrO4 2- + 2H+ -->

Amarillo

CrO4 + 4H2O + 3e --> (Cr(OH)3 5OH-

Presenta carácter no metal

Oxidante enérgico

Enlaces covalentes (no existe el +6)

+3

Proporciona un recubrimiento brillante y protector a las superficies de hierro y acero

Se emplea en la fabricación de aleaciones metálicas para usos especializados

Interviene en la regulación de glucosa en la sanfre, por lo cual una deficiencia podría causar diabetes.

Aplicaciones:

Aleaciones anticorrosivas

Depósitico electrolític para evitar corrosión (cromados)

Acero inoxidables

[Cr(OH)6]3-

[CrX6]3-

X= F-, Cl-. Br-, SCN-, CN-

Cr2O3 anfóterio

(NH4)2Cr2O7 --> N2 + Cr2O3 + 4H2O

OH

[Cr(H2Ov(OH)n]x (cromitos)

H+

[Cr(H2O)6]3+

CrF3, CrCL3, CrBr3 y formas hidratadas

halogenuros acuocomplejos

CrCl3 + 6H20 --> [Cr(H2O]Cl3

El más estable y con mayor carácter metálico

Las sales presipitan Cr(OH)3

Vanadio (V)

Estados de Oxidación
+5

El V2O5 se utiliza como catalizador, sobre todo en la obtención de ácido sulfúrico

pH 10

V2O74- + 2OH- --> 2VO43- + H2O

2VO3- + 2OH- --> V2O74- + H2O

pH<6.8

pH <<

V10O286-

HV10O285-

H2V10O284-

Vanadatos

V2O5 + ác fuerte

VO2+

V2O5 + NaOH

VO43-

Oxido de vanadio (V)

NH4VO3 + H2SO4 --> V2O5

Halogenurus

VF5

V2O5 + 6NaOH --> 2Na3VO4 + 3H2O

V2O5 + H2SO4 --> (VO2)2SO4 + H2O

Estado de oxidación más estable.

Son aleaciones muy duras que se usan en hojas de cuchillos y en herramientas para taller.

Amanita muscaria

Es un hongo venenoso que también utiliza vanadio pero no se ha comprendido bien el porqué.

Es vital para los tunicados o monos marinos

Utilizan niveles muy altos de vanadio en su plasma sanguíneo para transportar oxígeno

Aplicaciones

Aceros al vanadio

Como metal, en aleaciones con hierro, llamada ferrovanadio

Oxigenados

VO2

Anfótero

Color azul oscuro

VO2+ H2SO4 --> VOSO4 + H2O

VO2 + 4NaOh --> Na4VO4 + 2H2O

Halogenuros

Vanadio (IV) actúa como no metal

VCl4

VCl4 + H2O --> VCl3 + HCl

2VCl3 --> VCl2 + VCl4 VCl3 --> VCl2 + 1/2Cl2

No se encuentra V+4 en solución (alta energía de ionización)

VO2+ ion oxovanadio o vanadilo

VO2++ + H2SO3 ---> VO+2

Titanio (Ti)

Estados de oxidación
+3

Tricloruro de titanio

TiCl3

Obtención: Reducción del TiCl4 con H2

Dicloruro de titanio

TiCl2

Obtención: Síntesis a altas T°

Química en solución

Es más metálico que el +4, en medio alcalino se obtiene Ti(OH)3

Su hidróxido no es anfótero

La solución acuosa del ion [Ti(H2O)6]+3 se obtiene por reducción electrolítica o con Zn de soluciones acuosas de Ti(+4)

TiO(+2)(ac) + 2H(+) + e(-) ---> Ti(+3) + H2O

+4

Estado de oxidación más estable.

Química de la vida

El oxido de titanio IV reemplazó totalmente al plomo blanco que antes se utilizaba como pigmento en las pinturas. Este es menos toxico y posee un índice de refracción más alto que cualquier otra sustancia inorgánica blanca.

Es el preferido para emplearse en aviones militares y submaniros nucleares, debido a la alta resistencia y baja densidad que posee el elemento.

Aplicación

Elrutilo se utiliza como pigmento blanco en pinturas

Se utilizan en las instalacones químicas poruqe resiste a todos los ácidos inorgánicos

Construcci´no de trenes, automoviles, camiones y bicicletas

Construcción de piezas de motorores de propulsión a chorro y en construcción aeronáutica

Compuestos

Complejos

Peroxocomplejos

[Ti(O2)(OH)]+

Coloración naranja intenso

Aductos TiX4

Forman aductos TiX4L o TiX4L2

[TiCl4(OPCl3]2

Sólidos cristalinos solubles en disolventes orgánicos

Oxoaniones

Titanatos

CaTiO3

perovskita

FeTiO3

ilmenita

Importancia ferroélectrica

Compuestos Binarios

Óxido

Óxido de titanio

TiO2

Haluros

Tetracloruro de titanio

TiCl4

Liquido incoloro de olor picante que hidroliza muy fuerte en agua

TiCl4 + 2H2O --> TiO2 + 4HCl

Química en solución

Base

No existe el hidróxido de Ti(OH)4 por su carácter no metálico

TiO2 + 2NaOH --- Na2TiO3 + H2O

Las sales de Ti (IV) en medio alcalino parecen precipitar TiO2 hidratado

Ácido

En solución siempre existe el ion titanilo y no el Ti(+4)

TiO2 + H2SO4 ---> TiO+2 (Ion titanilo)

El ion titanilo se reconoce con agua oxigenada, da un compuesto de color naranja.