Synthèse de quelques complexes de cobalt [CO(NH3)6]CL3

[inviteb219380a]

Je rencontre quelques difficultés pour la préparation du compte rendu et j'espère que vous m'aiderez à compléter



Syhthese de qulques complexes de cobalt [CO(NH3)6]CL3
Sujet:

3g de chlorure de cobalt (II) hexahydraté (CoCl2,6H2O) sont dissous dans une solution bouillante de 2g de chlurure d'ammonium (NH4Cl) dans 5ml d'eau.On l'ajoute alors à 0.15g de charbon animal dans un flacon de 100ml que l'on refroidit par un courant d'eau.
Le récipient de départ est rincé par 8ml d'ammoniaque concentrée (NH3,H2O) et les eaux de lavage sont ajoutées au flacon. On refroidit celui-ci à 10°C ou moins. 8ml de peroxyde d'hydrogène '20 volumes' (H2O2) sont alors ajoutés par portions en agitant le flacon vigoureusement. Quand tout l'agent oxydant a été ajouté, le mélange est chauffé graduellement à 60°C et maintenu à cette température jusqu'à ce que la teinte rosatre de la solution disparaisse . A la fin de cette période de chauffage, les cristaux devraient commencer à se manifester. Le flacon est alors refroidi 10 minutes au bain de glace et le précipité est alors filtré sur Buchner. Utiliser des portions du filtrat pour rincer. Laisser s'égoutter le solide puis le recristalliser suivant le protocole: transférer de 25ml d'aeu et 1ml d'acide chlorhydrique concentré (HCL) et refroidir la solution au bain de glace. les cristaux brun doré de [Co(NH3)6]Cl3 sont séparés par filtration sur verre fritté, lavés à l'éthanol puis séchés à l'tuve à 110-120°C pandant 30mn.

Compte rendu

1- Décrire brièvement ces synthèses en utilisant tant que possible des chémas.

2- Ecrire les réactions mises enjeux ( réaction redox et / ou acido-basique )

3- donner le bilan global de chaque synthèse

4- Nommer ces complexes et représenter les perspective

5- Calculer les rendement de ces réactions
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[JPL]

Bref tu demandes qu'on fasse le travail à ta place ? Ce n'est pas ainsi que marche l'aide ici. Dis d'abord ce que tu as fait ou tenté de faire et tu auras des avis ou des suggestions.

[inviteb219380a]

Eh bien, je vais vous envoyer ce que je peux répondre aux questions et je vous remercie

[moco]

Tout d'abord, on peut dire que le CoCl₂ forme dans l'eau le ion Co²⁺ qui se complexe avec 6 NH₃ en formant un ion complexe de cobalt(II), de formule [Co(NH₃)₆]²⁺.

Puis ce ion réagit avec H₂O₂, lequel arrache deux électrons à deux ions du cobalt. Il se produit la réaction :
2 [Co(NH₃)₆]²⁺ + H₂O₂ --> [Co(NH₃)₆]³⁺ + 2 OH^-
et le cobalt est maintenant oxydé au degré d'oxydation +3.

Et pour éviter que les ion OH^- ne détruisent le complexe, on ajoute du chlorure d'ammonium NH₄Cl dont le ion ammonium NH₄⁺ réagit en éliminant les ions OH^-:
NH₄⁺ + OH^- --< NH₃ + H₂O

Le charbon est un catalyseur qui accélère la réaction et qui empêche la formation du ion indésirable : [Co(NH₃)5Cl]²⁺.

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteb219380a]

Tout d'abord, on peut dire que le CoCl₂ forme dans l'eau le ion Co²⁺ qui se complexe avec 6 NH₃ en formant un ion complexe de cobalt(II), de formule [Co(NH₃)₆]²⁺.

Puis ce ion réagit avec H₂O₂, lequel arrache deux électrons à deux ions du cobalt. Il se produit la réaction :
2 [Co(NH₃)₆]²⁺ + H₂O₂ --> [Co(NH₃)₆]³⁺ + 2 OH^-
et le cobalt est maintenant oxydé au degré d'oxydation +3.

Et pour éviter que les ion OH^- ne détruisent le complexe, on ajoute du chlorure d'ammonium NH₄Cl dont le ion ammonium NH₄⁺ réagit en éliminant les ions OH^-:
NH₄⁺ + OH^- --< NH₃ + H₂O

Le charbon est un catalyseur qui accélère la réaction et qui empêche la formation du ion indésirable : [Co(NH₃)5Cl]²⁺.

Merci pour l'aide

[invite093225db]

Tout d'abord, on peut dire que le CoCl₂ forme dans l'eau le ion Co²⁺ qui se complexe avec 6 NH₃ en formant un ion complexe de cobalt(II), de formule [Co(NH₃)₆]²⁺.

Puis ce ion réagit avec H₂O₂, lequel arrache deux électrons à deux ions du cobalt. Il se produit la réaction :
2 [Co(NH₃)₆]²⁺ + H₂O₂ --> [Co(NH₃)₆]³⁺ + 2 OH^-
et le cobalt est maintenant oxydé au degré d'oxydation +3.

Et pour éviter que les ion OH^- ne détruisent le complexe, on ajoute du chlorure d'ammonium NH₄Cl dont le ion ammonium NH₄⁺ réagit en éliminant les ions OH^-:
NH₄⁺ + OH^- --< NH₃ + H₂O

Le charbon est un catalyseur qui accélère la réaction et qui empêche la formation du ion indésirable : [Co(NH₃)5Cl]²⁺.

Bonjour,

Je viens juste de faire ce TP, mais lors de l'ajout de l'eau oxygéné j'ai pu observé un dégagement gazeux qui doit être du dioxygène, pouvez vous me le comfirmé? car j'ai un doute!

Merci d'avance

[invitea535a4ec]

Puis ce ion réagit avec H₂O₂, lequel arrache deux électrons à deux ions du cobalt. Il se produit la réaction :
2 [Co(NH₃)₆]²⁺ + H₂O₂ --> [Co(NH₃)₆]³⁺ + 2 OH^-

Je ne comprends pas du tout cette réaction, quel est le couple mis en jeu avec l'eau oxygénée?
Normalement c'est le couple H2O2/H20 qui permet l'oxydation du complexe, non?
Donc sans comprendre ça, il m'est impossible de voir l'importance de l'ajout du chlorure d'ammonium en début de manipulation.

[invitea535a4ec]

A la rigueur le chlorure d'ammonium peut être utilisé pour piéger les ions HO- produits par la réaction de formation de la pentamine: [Co(NH3)5(OH)]2+ + Cl- --> [Co(NH3)5Cl]2+ + OH-

Par contre je ne vois pas du tout son importance pour l'hexamine ....

[moco]

Fais un petit effort. Voyons !
Ce n'est tout de même pas le bout du monde de considérer qu'un couple redox, d'habitude écrit en milieu acide, peut aussi se produire en milieu neutre ou basique. En milieu acide le couple H₂O₂/H₂O s'écrit :
H₂O₂ + 2 H⁺ + 2 e^- --> 2 H₂O
En milieu neutre ou basique, comme il n'y a pas de ion H⁺ disponibles pour effectuer la réaction, il se produit alors :
H₂O₂ + 2 e^- --> 2 OH^-.
Si tu refuse de croire au rôle de NH₄⁺ tel que je l'ai décrit, tu peux imaginer que le ion ammonium intervient en donneur de proton, et que le couple redox de l'eau oxygénée s'écrit alors :
H₂O₂ + 2 NH₄⁺ + 2 e^- --> 2 NH₃ + 2 H₂O
Tout ceci est du pareil au même. Tout cela explique que H₂O₂ accepte des électrons, et se transforme en autre chose, qui varie avec le pH et l'environnement, mais qui est sans importance pour la réaction redox, et donc pour la complexation du cobalt.

[inviteded6527f]

Bon c'est un vieux sujet mais je suis assez interessée. Savez vous pourquoi on doit refroidir notre solution à 0°C ? (peut etre parce que l'addition de H2O2 entrainera une réaction très exothermique ?)
Ensuite cette solution est chauffée à 60°C, je ne vois pas bien l'interet puisqu'ensuite la solution est de nouveau refroidie pour quil y ait précipitation.
Quelqu'un pourrait-il m'éclairer ?
Merci

[moco]

On refroidit pour que l'eau oxygénée ne se décompose pas spontanément dans les premiers instants. de son introduction, car la première réaction est exothermique.
En réalité, la réaction est complexe et procède par étape. La première étape est la formation de l'ion [Co(NH₃)₅Cl]⁺, lequel peut se transformer en [Co(NH₃)₆]²⁺ s'il y a assez de NH₃. Mais cette 2ème réaction est assez lente. On ajoute H₂O₂ avant que cette transformation se produise. Dans un premier temps H₂O₂ se casse en deux radicaux OH· (où O est au degré d'oxydation -1) qui chassent l'ion Cl- du complexe. Il se forme alors un ion complexe [Co(NH₃)₅OH]²⁺, où Co est toujours au degré d'oxydation +2 et l'atome O est au degré d'oxydation -1. Mais ceci ne dure pas. L'atome d'oxygène O cherche à passer au degré d'oxydation -2. Il oxyde l'atome Co auquel il est lié, et il se forme l'ion stable [Co(NH₃)₅(OH)]²⁺, où le Cobalt est à +3.
Plus tard, on fait réagir ce complexe avec NH₃, selon l'équation :
[Co(NH₃)₅(OH)]²⁺ + NH₃ --> [Co(NH₃)₆]³⁺ + OH-
Mais cette réaction est lente. Il faut chauffer pour qu'elle se produise avec un bon rendement.

[inviteded6527f]

Merci beaucoup pour ces explications !

Un petit doute subsiste. [Co(NH3)5Cl]+ est plus stable que [Co(NH3)6]2+ non ? Car il me semble que pour qu'il y ait formation de [Co(NH3)6]2+ il faut rajouter du charbon. (ou bien rajoute-on le charbon uniquement pour empecher la formation de [Co(NH3)5Cl]+ ?)

[moco]

Le charbon a un effet catalytique. Il accélère la réaction, et selon un mécanisme encore mal compris.
Les complexes de type hexammine sont en général plus stables que ceux de type pentammine, à cause de leur plus haute symétrie.

[inviteded6527f]

Merci beaucoup !

[invitebf8f4fd2]

Bonjour j'aimerai savoir comment se sont formé les cristaux à partir de la solution chaude ?

[moco]

Comment veux-tu qu'on te réponde ? Les substances solubles dans l'eau sont en général beaucoup plus solubles à chaud qu'à froid. Si tu prends de l'eau bouillante ou presque bouillante, et que tu y dissolves ton complexe de cobalt (ou n'importe quelle autre substance soluble dans l'eau) tu ne pourras pas en dissoudre une quantité infinie. Il y aura un moment où ta solution sera saturée, Si alors tu laisses refroidir ta solution, elle ne pourra pas maintenir en solution tout ce qui y était dissous à chaud. Elle va laisser se déposer une partie plus ou moins importante de ce qui est dissous. Et cette matière se déposera en formant un empilement régulier. Cela forme ce qu'on appelle un cristal, ou des cristaux.

[invitebf8f4fd2]

C'est ce que je voulais savoir, Merci