Universidad Nacional Autónoma de México.

Seminario Final: Medición de la susceptibilidad magnética (magnetoquimica).Integrantes:

Hugo Jimenez FalconHéctor Manuel García Montecillo.

Profesores:Martin Camacho.

Lidia Elena Ballesteros.

Introducción

Muchos complejos de metales de transición presentan paramagnetismo simple. En estos compuestos los iones metálicos individuales poseen un cierto número de electrones no apareados. Es posible establecer el número de electrones no apareados por ion metálico con base en el grado de paramagnetismo.La medición de susceptibilidad magnética es una herramienta muy útil para obtener información sobre la geometría y estado de oxidación de un centro metálico.La principal ventaja del uso de mediciones de susceptibilidad magnética radica en que es una técnica no destructible y de uso frecuente.

Momento magnético.

El momento magnético de una sustancia esta dado por el momento magnético orbital que es la fracción de momento magnético generado por el movimiento de los electrones alrededor del núcleo, y por el momento magnético de spin que es la fracción de momento magnético generado por la dirección de los espines en la molécula y esta íntimamente relacionado con el numero de spines desapareados en una molécula generando la siguiente ecuación:

µ= Donde n= numero de spines desapareados. µ= momento magnético de spin.

Por ser el momento magnético de spin el que representa casi la totalidad del momento magnético se puede realizar el calculo teórico de momento magnético de una molécula aproximando este valor a el momento magnético de spin.

Objetivos:

-Obtener mediciones de susceptibilidad magnética de los complejos sintetizados en practicas anteriores para caracterizarlos.

Hipótesis.

Si los complejos a caracterizar tienen en su distribución electrónica spines desapareados entonces se obtendrá un resultado positivo en la medición de susceptibilidad magnética demostrando así el carácter paramagnético de la muestra.Por el contrario si el complejo a caracterizar no cuenta con spines desapareados entonces la medición de susceptibilidad magnética será negativa y se demostrara el carácter diamagnético de la muestra.

Material, reactivos y equipo a utilizar.

- 7 celdas para balanza magnética.- 1 regla o vernier.- 1 balanza analítica.- 1 balanza magnética.

- trans[Co(enC]Cl- [Co(en]- [Fe(acac]- [Cu(ox]*2

Procedimiento experimental.

1.- Se peso el tubo o celda porta-muestra vacío antes de cada medición.2.- Se coloco el tubo porta-muestra vacío dentro de la balanza magnética que previamente se calibro a cero y se tomo la lectura .3.- Posteriormente se adiciono la muestra perfectamente empacada al tubo porta-muestra, se peso el tubo con la muestra y se midió la longitud de la muestra que debía de ser mayor a 1.5 cm. 4.- Se coloco el tubo muestra empacado en el tubo guía y se tomo la lectura R.5.-Con los datos obtenidos se realizo el calculo de susceptibilidad magnética por gramo, molar y el momento magnético efectivo de la muestra.

Las mediciones realizadas permitieron calcular la susceptibilidad por gramo de cada sustancia.

Donde : = constante del equipo. = longitud de la muestra (cm). R= lectura del tubo vacío mas la muestra (g). lectura del tubo vacío. m= masa de la muestra (g). También se calculo la susceptibilidad por mol.

El momento magnético efectivo. [=] magnetones de Bohr ( Donde T= temperatura

(K)

Resultados para trans[Co(enC]Cl Peso del tubo vacío:1.670 g. Peso del tubo con muestra: 1.723 g. Lectura del tubo vacío: -56 Lectura del tubo con muestra: 246 Longitud de la muestra: 1.7 cm. Masa de la muestra: 0.053 g. Temperatura de medición: 296.15 K

Resultados para [Co(en] Peso del tubo vacío:1.670 g. Peso del tubo con muestra: 1.722 g. Lectura del tubo vacío: -56 Lectura del tubo con muestra: -72 Longitud de la muestra: 1.8 cm. Masa de la muestra: 0.052 g. Temperatura de medición: 296.15 K

Este compuesto nos arrojo un valor negativo de susceptibilidad magnética por lo que se puede determinar que presenta un diamagnetismo neto.

Resultados para [Fe(acac] Peso del tubo vacío:1.670 g. Peso del tubo con muestra: 1.701 g. Lectura del tubo vacío: -56 Lectura del tubo con muestra: 680 Longitud de la muestra: 1.6 cm. Masa de la muestra: 0.031 g. Temperatura de medición: 296.15 K

Resultados para [Cu(ox]*2 Peso del tubo vacío:1.670 g. Peso del tubo con muestra: 1.749 g. Lectura del tubo vacío: -56 Lectura del tubo con muestra: 76 Longitud de la muestra: 1.8 cm. Masa de la muestra: 0.079 g. Temperatura de medición: 296.15 K

Compuesto esperado obtenidotrans[Co(enC]Cl 0 2.55[Co(en] 0 0[Fe(acac] 5.92 5.61[Cu(ox]*2 1.73 1.58

Tabla de comparación de resultados experimentales y valores teóricos.

Análisis de resultados. Los resultados obtenidos en esta practica fueron en general correctos ya que los

momentos magnéticos obtenidos experimentalmente son parecidos a los calculados teóricamente.

[Fe(acac] Para este complejo teóricamente se esperaba un momento magnético de 5.92 y

se obtuvo un resultado experimental de 5.61 lo que nos confirma que en efecto el cuenta con 5 electrones desapareados, y al estar unido con el ion acetilacetonato el compuesto tiene una geometría octaédrica y es paramagnético.

[Cu(ox]*2 Este complejo teóricamente debería tener un momento magnético de 1.73 y

experimentalmente se obtuvo un resultado de 1.58 lo que nos confirma que el cuenta con 1 electrón desapareado. El complejo tiene una geometría cuadrado plana y es paramagnética.

[Co(en] Para este complejo se esperaba un momento magnético de 0 y experimentalmente

se determino un momento magnético de 0 , en el caso de este compuesto la susceptibilidad magnética nos arrojo un resultado negativo por lo que se determina que cuenta con un diamagnetismo neto.

trans[Co(enC]Cl Para este complejo se esperaba un momento magnético de 0 y experimentalmente

se determino un momento magnético de 2.55 . Podemos deducir que la preparación de este compuesto no se realizo de manera

adecuada ya que este complejo en el momento de su sintetizacion no conto con el proceso de recristalización y probablemente lo que sucedió fue que se obtuvo solo una parte del complejo esperado el cual debía ser de bajo spin, y parte del complejo obtenido es de alto spin para el cual el momento magnético es de 4.90 teóricamente. Entonces si en efecto nuestro complejo es una mezcla de los posibles complejos de alto y bajo spin el momento magnético debería ser mayor a 0 y menor a 4.90 por lo que el resultado de 2.55 es mas consistente con esta posibilidad.

Conclusiones. Los objetivos de la practica se lograron ya que si se logro medir la

susceptibilidad de los complejos obtenidos en practicas anteriores y el calculo de momento magnético nos ayudo a determinar que en general los compuestos obtenidos en efecto son los esperados.

Las mediciones de susceptibilidad magnética permitieron conocer las propiedades magnéticas de los complejos y al compararlos con los resultados teóricos se pudo obtener la información necesaria para determinar si los complejos estudiados son en efecto los esperados.

El momento magnético de una sustancia nos permite determinar el numero de electrones desapareados en un complejo y así determinar si el complejo es de alto o bajo spin.

Pesar tubo vacío (g)

Medir lectura de magnetización (R0)

Medir peso del tubo con muestra (g), medir longitud de la muestra (cm) Colocar en el magnetómetro, medir lectura de magnetización (R).

Bibliografía. Huheey, JM, (1997), Química inorgánica principios y reactividad, México, DF, Alfaomega. Pickering, WF,(1980), Química analítica moderna, España, Barcelona, Editorial Reverte.

Medición de susceptibilidad magnética

Tubo porta-muestra

Tubo porta-muestra vacío

Tubo con muestra

Resultado de magnetización

R

Empacar muestraMuestra