Preparazione e reazioni dei composti di coordinazione
I composti di coordinazione possono essere divisi in due categorie: i complessi di Werner e i composti organometallici. I composti di coordinazione sono di particolare importanza nell’analisi chimica qualitativa degli ioni metallici e nella formazione di legami covalenti. La preparazione dei composti di coordinazione può avvenire attraverso diverse tecnologie, tra cui la reazione di sostituzione in soluzione acquosa, in solventi non acquosi e persino in assenza di solventi.
Complessi di Werner e composti organometallici
I composti di coordinazione sono divisi in due categorie: i complessi di Werner, che non contengono un legame carbonio-metallo, e i composti organometallici, che contengono almeno un legame metallo-carbonio e sono in genere molecole a legame covalente. La loro preparazione può avvenire tramite diverse tecnologie, come tecniche di cristallizzazione e processi cromatografici.
Reazioni di sostituzione in soluzione acquosa
La reazione di sostituzione in soluzione acquosa è il metodo più usato per la preparazione dei composti di coordinazione. Ad esempio, [Cu(NH3)4]SO4 si può preparare da una soluzione di CuSO4 e un eccesso di NH3. Queste reazioni possono essere anche abbastanza lente e richiedono condizioni sperimentali più energiche.
Reazioni di sostituzione in solventi non acquosi
Se lo ione metallico ha una grande affinità con l’acqua o se il legante è insolubile in acqua, si possono usare solventi diversi dall’acqua per la preparazione dei composti di coordinazione. Ad esempio, la reazione in ambiente acquoso tra un sale di Cr(III) e etilendiammina porta alla formazione di precipitati gelatinosi di idrati, mentre la reazione in un solvente non acquoso come l’etere può produrre il complesso [Cr(en)3]Cl3.
Reazioni di sostituzione in assenza di solventi
In alcuni casi, la reazione diretta tra un sale anidro e un legante liquido può essere sfruttata per la preparazione dei composti di coordinazione. Il legante liquido, presente in forte eccesso, serve anche come solvente nella miscela di reazione. Ad esempio, [Ni(NH3)6]Cl2 può essere preparato aggiungendo un sale metallico all’ammoniaca liquida con conseguente evaporazione a secco.
Dissociazione termica di complessi solidi
La dissociazione termica equivale a una reazione di sostituzione allo stato solido. Ad una temperatura piuttosto elevata, i leganti coordinati volatili si staccano e vengono sostituiti, nella sfera di coordinazione, dagli anioni del complesso. Un esempio è la perdita d’acqua per riscaldamento del CuSO4 5 H2O, che porta alla formazione di solfato anidro bianco.
Reazioni di ossidoriduzione
La preparazione dei composti di coordinazione metallici implica spesso reazioni di ossidoriduzione. Ad esempio, la preparazione dei complessi del Co (III) avviene con una reazione rapida tra il cobalto (II) e i leganti con formazione di un complesso di Co (II) che poi è ossidato al corrispondente complesso del Co (III).