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LABORATORIO DE QUÍMICA INORGÁNICA - UNIVERSIDAD DEL VALLE SINTESIS Y CARACTERIZACION DE COMPLEJOS METALICOS DE ACETILACETONATO: TRIS(ACETILACETONATO)ALUMINIO(III) Lizcano, Jorge (1335407); Tello, Daniel (1826375). XXX de mayo 2018. Departamento de Química – Universidad del Valle. Resume. This work describes the synthesis of tris(acetylacetonate) aluminum (III). This was prepared using aluminum sulfate and acetylacetone as reagents; obtaining a performance of 87.10%. The characterization of the product was carried out by infrared spectroscopy, where some important bands were assigned to the M-O stretching mode and the vibrations of the coordination ring formed by the ligands. Finally, the identification of the acetylacetonate metal complex was evidenced by thin layer chromatography and his melting point which was 193.9̊C. Keywords.Acetylacetonate, 1. Datos y resultados.

1.2. Caracterización por UV-Vis e IR.

En la tabla 1 se han consignado los datos obtenidos para

A continuacion se muestran los datos espectroscopiocs UV e IR obtenidos para el compuesto.

la síntesis del compuesto acetilacetonato de aluminio Tabla 1. Datos recolectados de la síntesis de los complejos (1) [Al(acac)3].

1 Reactivo limite

Al(SO4)3*6H2O

Producto teórico (±0.1 g)

4.0720

Producto obtenido (±0.1 g)

3.5462

Rendimiento

87.10 %

Color

Crema Grafica 1. Espectro IR del complejo Al(acac)3.

1.1Síntesis de [Al(acac)3]. Teniendo en cuenta que el reactivo limitante es Al(SO4)3*6H2O se obtiene un peso teórico de 4.0720 g de Al(acac)3. 2.8236 𝑔 𝐴𝑙(𝑆𝑂4 )3 ∙ 6𝐻2 𝑂𝑥 𝑥

1 𝑚𝑜𝑙 𝐴𝑙(𝑆𝑂4 )3 ∙ 6𝐻2 𝑂 450.15 𝑔 𝐴𝑙(𝑆𝑂4 )3 ∙ 6𝐻2 𝑂

2 𝑚𝑜𝑙 𝐴𝑙(𝑎𝑐𝑎𝑐)3 324.58 𝑔 𝐴𝑙(𝑎𝑐𝑎𝑐)3 𝑥 1 𝑚𝑜𝑙 𝐴𝑙(𝑆𝑂4 )3 ∙ 6𝐻2 𝑂 1 𝑚𝑜𝑙 𝐴𝑙(𝑎𝑐𝑎𝑐)3

2. Discusión de resultados. 2.1. Síntesis del compuesto Al(acac)3. Para la síntesis del complejo de aluminio se inició preparación de una solución de acetilacetona, agua destilada y una solución de 5M de amoniaco (hidróxido de amonio diluido), en esta solución se está presentado la siguiente reacción acido-base1:

= 𝟒. 𝟎𝟕𝟐𝟎 𝒈 𝑨𝒍(𝒂𝒄𝒂𝒄)𝟑

%𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 =

3.5462 𝑥100 = 𝟖𝟕. 𝟏𝟎% 4.0720 Figura 1. Formación del acetilacetonato.

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La acetilacetona reacciona con el hidróxido de amonio, ya que cuenta con un hidrogeno acido, el cual sufre una desprotonación por parte del hidróxido de amonio, este hidrogeno se encuentra en el carbono alfa como se muestra en la figura 1, la acidez de al acetilacetona se da por los dos oxígenos presentes en la molécula, al ser más electronegativos que el carbono tienen mayor distribución de la carga negativa en los momentos dipolares y el carbono alfa posee una distribución de carga positiva relativamente alta por lo tanto tiende a desprotonarse cuando interactúa con una base fuerte como lo es el hidróxido de amonio formando un carbánion1. En esta reacción la acetilacetona con el hidróxido de amonio, el grupo OH (base fuerte) reacciona con el hidrogeno acido del carbono alfa formando agua, amonio y el ion acetilacetonato el cual posee resonancia con una deslocalización del enlace π como se muestra en la figura 21.

2.2. Caracterización del compuesto Al(acac)3. La molécula orgánica acetilacetonato actúa como un ligando bidentado en el complejo tris(acetilacetonato) de aluminio (III). Este ligando es de Tipo A1 donde cumple dos funciones: cada acetilacetonato satisface una carga del metal y además completa su número de coordinación. Genera un anillo estable de seis miembros. El ligando es una β-dicetona que en solución acuosa actúa como un ácido débil disociándose, quedando con una carga negativa en resonancia (ceto-enol), que se une a los diferentes metales como se muestra en la Figura 3.

Figura 2. Resonancia del acetilacetonato

A parte se preparó una solución 2 de sulfato de aluminio en agua fría destilada, el sulfato de aluminio no es totalmente soluble en agua por lo que queda material particulado2 y la señal visual de que ya disolvió gran parte del sulfato de aluminio es cuando la solución se aclare es en este punto y manteniendo el frio se añade la solución 1 en pequeñas porciones en la solución 2, en este punto el acetilacetonato se enlaza con el Al3+ que tiene deficiencia de tres electrones, mientras que el ion acetilacetonato posee un electrón disponible. Así, el aluminio reacciona con tres iones acetilacetonato formando el tris (acetilacetonato) de aluminio2. La ecuación general de la síntesis del complejo de aluminio seria: + 𝑨𝒍𝟑+ + 𝟑𝑪𝟓 𝑯𝟕 𝑶− 𝟐 → 𝑨𝒍(𝑪𝟓 𝑯𝟕 𝑶𝟐 )𝟑 + 𝟑𝑯

𝑬𝒄𝟏.

Analizando la ecuación 1 se llega a la conclusión de que hay que neutralizar la solución ya que por principio de Le Chatelier al neutralizar la solución disminuimos la cantidad de H+ presente en la parte de los productos, desplazaría el equilibro hacia la derecha garantizando que el todo el aluminio reaccione formando el tris (acetilacetonato) de aluminio posible. Esta hipótesis finalmente resulta ser correcta ya que el porcentaje de rendimiento obtenido para la síntesis del compuesto arroja un resultado de 87.10%.

Figura 3.Complejo formado por la unión entre metal y ligando acetilacetonato3.

La teoría del campo cristalino modificada es quien explica el motivo por el cual el ligante acetilacetonato presenta un desdoblamiento de campo cristalino relativo al ser un ligante donor σ y donor 𝝿 y presentar enlaces con carácter de covalencia. Sin embargo, el ligante acetilacetonato presenta menor desdoblamiento de campo que oxalato. Esto se puede explicar por el carácter 𝝿, intramolecular que presenta el anillo del ligante, de carácter donor. ANÁLISIS DE ESPECTRO IR y UV Por último se tomó en cuenta el punto de fusión para estimar la pureza del compuesto, ya que este no se ve afectado por la presión del medio4, para ello se recristalizo y se tomó el punto de fusión del complejo de aluminio sintetizado el cual fue de 193,9°C y teóricamente es de 192-193ºC5, esta diferencia en los puntos de fusión se debe a la presencia de impurezas en el complejo sintetizado una de ellas puede es el sulfato de amonio 6.

3. Conclusiones. 4. Preguntas.

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5. Referencias. 1. García, Concepción L. Química orgánica.UNED, 2011, Pág. 491-494. 2. Alonso R. REMINTONG: farmacia volumen 1.Medica panamericana.2003.pág 845. 3. Shirodker, M., Borker, V., Nather, C., Bensch, W., & Rane, K. S. (2010). Synthesis and structure of tris (acetylacetonato) aluminum (III). 4.

Hardeger

E.

Introducción

a

las

prácticas

organicas.Reverte.1965, pág. 113. 5. abametals.com/?p=337; visto 9 de mayo de 2018 6. Francisco A. Experimentos para el laboratorio de química orgánica verde.Lulu.com.2016.pag 268.