Metales de Transición

Química en solución

Ácido

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

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

Base

TiO2 + 2NaOH --- Na2TiO3 + H2O

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

Compuestos

Compuestos Binarios

Haluros

Tetracloruro de titanio

TiCl4

Liquido incoloro de olor picante que
hidroliza muy fuerte en agua

TiCl4 + 2H2O --> TiO2 + 4HCl

Óxido

Óxido de titanio

TiO2

Oxoaniones

Titanatos

FeTiO3

ilmenita

Importancia ferroélectrica

CaTiO3

perovskita

Complejos

Aductos TiX4

Forman aductos TiX4L o TiX4L2

[TiCl4(OPCl3]2

Sólidos cristalinos solubles
en disolventes orgánicos

Peroxocomplejos

[Ti(O2)(OH)]+

Coloración naranja intenso

Aplicación

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

Construcci´no de trenes, automoviles, camiones y bicicletas

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

Elrutilo se utiliza como pigmento blanco en pinturas

Química de la vida

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

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.

+3

Química en solución

Ácido

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

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

Base

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

Compuestos

Compuestos Binarios

Haluros

Dicloruro de titanio

TiCl2

Obtención: Síntesis a altas T°

Tricloruro de titanio

TiCl3

Obtención: Reducción del TiCl4 con H2

+3

Química en solución

Ácido

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

VO2+ ion oxovanadio o vanadilo

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

Compuestos

Halogenuros

Vanadio (IV) actúa como no metal

VCl4

VCl4 + H2O --> VCl3 + HCl

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

Oxigenados

VO2

VO2+ H2SO4 --> VOSO4 + H2O

VO2 + 4NaOh --> Na4VO4 + 2H2O

Anfótero

Color azul oscuro

Aplicaciones

Como metal, en aleaciones con hierro, llamada ferrovanadio

Aceros al vanadio

Química de la vida

Es vital para los tunicados o monos marinos

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

Amanita muscaria

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

Aceros al vanadio

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

+5

Química en solución

Ácido

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

Base

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

Compuestos

Halogenurus

VF5

Oxigenados

Óxido

Oxido de vanadio (V)

NH4VO3 + H2SO4 --> V2O5

Oxoaniones

Vanadatos

V2O5 + NaOH

VO43-

V2O5 + ác fuerte

VO2+

pH<6.8

H2V10O284-

HV10O285-

V10O286-

pH <<

VO2+

pH 10

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

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

Aplicación

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

+3

Química en solución

El más estable y con mayor carácter metálico

Base

Las sales presipitan Cr(OH)3

Compuestos

Halogenurus

CrF3, CrCL3, CrBr3 y formas hidratadas

halogenuros acuocomplejos

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

Oxigenados

Óxido

Cr2O3 anfóterio

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

H+

[Cr(H2O)6]3+

OH

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

Complejos

[CrX6]3-

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

[Cr(H2O)6]3+

[Cr(OH)6]3-

Aplicaciones:

Acero inoxidables

Depósitico electrolític para evitar corrosión (cromados)

Aleaciones anticorrosivas

Química de la vida

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

Se emplea en la fabricación de aleaciones metálicas para usos especializados

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

Química en solución

Presenta carácter no metal

Enlaces covalentes (no existe el +6)

Oxidante enérgico

Compuestos

Oxigenados

CrO3 en solución es ácido

CrO3 + H2O --> H2CrO4

2CrO4 2- + 2H+ -->

Amarillo

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

Cr2O72- + H2O

Naranja

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

Sales de cromilo

CrO3 + 2HCl --> CrO2Cl2 + H2O

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

Aplicaciones

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

Dicromato y cromato como agentes oxidantes

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

Química de la vida

Se utilizan para pintar las marcas amarillas en la calle

Alcoholimetro

Química

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

Ácido

[Mn(H2O)6]2+ dificilmente oxidable

Base

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

Complejos

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

No existen los aminocomplejos en solución

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

IC: 4 Amarillo-verdoso

IC:6 Rosado tenues

Aplicaciones

Aleaciones ferromanganeso (Fe-Mn-C)

Aceros especiales

Química de la vida

Crucial en enzimas vegetales ya animales

Enzima hepática arginasa

conviertes desechos nitrogenados en urea

Agente redoz

Importante constituyente del sistema nervioso central

+4

Química

Ácido

MnO2

Se reduce con facilidad

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

Carácter ácido

>T° Reacciona con óxidos básicos

Da Manganitos

Compuestos

Son pocos los estables:

MnO2

MnCl4

Mn(SO4)2

Aplicaciones

MnO2: Fabricación de pilas secas

Catalizador

+6

Química

MnO4-

Carácter no metálico

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

Ácido

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

+7

Química

MnO4-

Obtención:
A partir de MnO4- en medio sulfúrico

Ácido

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

Catalizada por la luz

Reducción

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

Compuestos

Aplicaciones

KMnO4: Oxidante, Reactivo analítico

+2

Química

Ácido

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

Base

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

Compuestos

Existen los cuatro en forma anhidrida

FeF2.8H2O incoloro

FeCl2.6H2O verde pálido

FeBr2.6H2O verde pálido

FeI2.4H2O verde pálido

Sales

Forma sales estables con todos los aniones estables

Solubles con excepción de carbonatos y sulfuros

Tienden a oxidarse

Complejos

La mayoría octaédricos, pueden oxidarse a férrico

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

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

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

Los complejos tetraédricos son pocos y más coloreados.

Aplicaciones

Suplementos nutricionales

Pigmentos para pintura y tintas

fertilizantes y aditivos para el suelo

Química de la vida

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

Cadena respiratoria, citocromos

Química

Tendencia a la hidrólisis

Poder polarizante de Fe3+

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

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

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

Complejos

Halogenuros

Estables

FeF3, FeCl3, FeBr3

No estable

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

Sales

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

Por eso no existe FeS3

Sales rosadas claras o blancas

Complejos

La mayoría octaédricos

Tetraédricos

[FeCl4]-

No existen aminocomplejos en solución

Aplicaciones

Fabricación de acero

Tratamiento de aguas

Industria química

Química de la vida

Ferritina, almacen de hierro

Cadena respiratoria, citocromos

Compuestos

Óxidos

CoO

Verde claro

Al calentarlo se obtiene Co3O4

Halogenuros

Por deshidratación de los halógenos hidratados

CoCl2 + HF --> CoF2

Complejos

[Co(H2O)6]2+

Complejo más estable

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

Soluciones sin agentes complejantes

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

Presencia de ligandos fuertes

Octaédricos

[Co(NH3O]6]2+

[Co(en)3]2+

[Co(dipy)3]2+

[Co(EDTA)]2-

Tetraédricos

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

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

Oxidación:

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

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

Aplicaciones

Aleaciones de cobalto

Radioterapia

Pigmentos y tintes

Química de la vida

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

Es utilizada por bacterias para producir metano

+3

Compuestos

Óxidos NiO

Carácter básico

Se disuelve en ácidos

Se obtiene al calentar el hidróxido

Sólido de color verde

Hidróxido Ni(OH)2

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

No muestra anfoterismo, soluble en ácidos

Gel de color verde

Halogenuros

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

menos el F- = NiF2.3H2O

Cianuro: [Ni(CN)2 precipitado amarillo

Complejos

Octaédricos

[Ni(H2O)6]2+

color verde, muy lábil

Son paramagnéticos

Muchos L desplazan al agua

Tetrédricos

Son paramagnéticos

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

Color azul intenso

Cuadrados planos

Son diamagnéticos

[Ni(CN)4]2-

amarillo

[Ni(DMG)2]

rojo

Aplicaciones

Industria aeroespacial

Imanes

Baterías

Química de la vida

Es retenido por el riñon por un sistema proteico

Compite con el Cu por algunos situos de coordinación

+3

+1

Compuestos

Complejos

Estabilidad: depende del equilibrio

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

Son diamagnéticos e incoloros

Complejos lineales

Óxidos

Cu2O

2CuO --> Cu2O + 1/2O2

Cristales rojos

Sulfuros

Cu2S

2Cu + S0 --> Cu2S

Sólido cristalino negro

Halogenuros

No se conoce el fluoruro

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

CuCl blanco

CuBr amarillo pálido

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

Precipita rápido

muy insolubles en agua

Aplicaciones

Pigmentos azules y verdes

Catalizadores

Calulas solares sensibilizadas

Química de la vida

Es un oligoelemento biológicamente importante luego del hierro.

Hemocianinas, moleculas trasportadoras de oxígeno entre los invertebrados

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

Compuestos

Óxido

CuO

CuNo3 --> CuO + NO2

CuO + H2 --> Cu + H2O

CuO + CO --> Cu + CO2

Hidróxido

Cu(OH)2

Caracter anfótero

[Cun(OH)n+2] 2-

azul oscuro

Halogenuros

CuF2

incoloro

CuCl2

amarillo

CuBr2

casi negro

En exceso de X forman complejos

Oxosales

CuSO4.5H20

Color azul

deshidratado = blanco

Complejos

[Cu(H2O)6]

azul

NH3 reemplaza H20

Azul oscuro

Aplicaciones

CuSO4 para fungicidas y pesticidas

Circuitos impresos y componentes electrónicos

Tratamiento de aguas