miércoles, 18 de mayo de 2011

Aplicacion de Cloruro Cuprico en Cristalizaciones Sensibles

CLORURO DE COBRE (II):


INTRODUCCION:

El cloruro de Cobre (II) es un compuesto químico de formula molecular CuCl2. Es un sólido de color marrón claro en su forma anhidra que lentamente absorbe agua para formar un dihidrato de color azul celeste (CuCl2 * 2 H2O).

Se produce naturalmente como el mineral tolbacita (muy raro) y el dihidrato eriocalcita; ambos se encuentran cerca del grupo de las fumarolas. (añadir definición fumarola). Mas común es el oxo-hidroxido-cloruro como la atacamita Cu2OH3Cl.


Pm (g/mol)
Densidad (g/cm3)
P.f. (ºC)
P.eb. (ºC)
Solubilidad (g/mL)
Anhidro
134.45
3.386
498
993 (descomposición)
70.6 (0ºC)
75.7 (25ºC)
Dihidrato
170.48
2.5
100 (deshidratación)
/

/


                                                                 



Aspecto Dihidrato


 


Aspecto Anhidro

  
ESTRUCTURA:

La configuración d9 hace que este sujeto a la distorsión de la geometría octaédrica idealizada por el efecto Jahn-Teller, que en este caso se debe a la situación de un e- en un orbital d que está fuertemente antienlazante a un par de ligandos cloruro. La distorsión típica para este compuesto del octaedro es la elongación de uno de los ejes de tetrasimetria, de manera que hay una distribución plana de cuatro enlaces cortos (Cu-Cl) y dos largos trans. Tenemos 4Cl- a 2’30ª y 2 Cl- a 2’95. Es paramagnético y de alto Spín.

En su forma anhidra adopta una estructura similar a la del yoduro de cadmio distorsionada (ver link estructura CdI2:                               http://mrsec.wisc.edu/Edetc/pmk/esp/CdI2.html




En la forma hidratada (CuCl2*2H2O) mantiene la geometría de octaedro distorsionada de alto Spín, donde el Cu se mantiene en el centro rodeado de 2 moléculas de H2O y 4Cl- que actúan como puente con otros centro de Cu.


PROPIEDADES:

Es un acido de Lewis débil y oxidante suave. Tiene estructura cristalina. Se descompone en CuCl y en Cl2 a 1.000 °C:
2 CuCl2 → 2 CuCl + Cl2 (g)
En disolución presenta una excepción a resto de compuestos de Cu2+. Sus disoluciones concentradas presentan un color verde en lugar del color azul que presentan disoluciones de otras sales. Esto se debe a la presencia de iones complejos como el Ion tetraclorocuprato (II) ([CuCl4]2- ). Si se diluye el color cambia a azul al reemplazarse los iones cloruro por moléculas de H2O formándose como producto final el Ion hexaacuocobre (II):

[CuCl4]2-(ac) + 6H2O(l) ↔ [Cu(OH2)6]2+(ac) + 4Cl-(ac)


En su reacción con HCl u otras fuentes de cloruro forma los iones complejos CuCl3- y CuCl42- :


Alguno de estos complejos se pueden cristalizar y adoptan tipos estructurales de gran variedad:




Aspecto Disolución de CuCl2 concentrada  
Disolución de [CuCl4]2-















También forma una variedad de complejos de coordinación con ligandos como piridina y oxido de trifenilfosfina:

CuCl 2 + 2 C 5 H 5 N → [CuCl 2 (C 5 H 5 N) 2 ] (tetragonal)
CuCl 2 + 2 (C 6 H 5) 3 P = O → [CuCl 2 ((C 6 H 5) 3 P = O) 2] (tetraédrica)

Sin embargo ligandos blandos como las fosfinas, yoduro y cianuro así como algunas aminas terciarias, causan la reducción del Cu (II) a Cu (I).
Para convertir el CuCl2 a CuCl el derivado más usado y conveniente en disolución acuosa es el SO2 como reductor:

2 CuCl 2 + SO 2 + 2 H 2 O → 2 CuCl + 2 HCl + H 2 SO 4
Su hidrólisis genera el oxicloruro de cobre, Cu 2 Cl (OH) 3, un fungicida popular.


OBTENCION:

El cloruro de Cobre (II) se prepara comercialmente por cloracion del cobre en presencia de agua:

Cu + Cl 2 + 2 H 2 O → CuCl 2 (H 2 O) 2

También puede obtenerse por el tratamiento del hidroxido, oxido o carbonato de cobre con acido clorhídrico.
La electrolisis de una disolución acuosa de cloruro de sodio con electrodos de cobre, produce entre otras cosas, una espuma azul-verdosa que puede ser recogida y convertida en el dihidrato.
Para obtenerlo en forma anhidra se mezclan directamente los elementos, el Cobre y el Cloro.


USOS:

Una de las principales aplicaciones del Cloruro Cúprico es actuar como co-catalizador del cloruro de paladio (II) en el proceso Wacker. En este proceso el eteno se convierte en etanal con agua y aire. Durante la reacción el PdCl2 se reduce a Pd, el CuCl2 sirve para oxidarlo de nuevo a PdCl2. El aire puede oxidar el resultante CuCl a CuCl2 completando el ciclo:

    1. C 2 H 4 + PdCl 2 + H 2 O → CH 3 CHO + Pd + 2 HCl
    2. Pd + 2 CuCl 2 → 2 CuCl + PdCl 2
    3. 4 CuCl + 4 HCl + O 2 → 4 CuCl 2 + 2 H 2 O
El proceso global es:
2 C 2 H 4 + O 2 → 2 CH 3 CHO

El cloruro de Cobre (II) tiene una variedad de aplicaciones especializadas en síntesis de compuestos orgánicos. Da cloraciones sobre hidrocarburos aromáticos que suelen realizarse en presencia de oxido de aluminio.
También es capaz de clorar la posición alfa de compuestos carbonilicos:



Esta reacción se lleva a cabo en un disolvente polar como la dimetilformamida (DMF), a menudo en presencia de cloruro de litio para acelerar la reacción.

El cloruro de Cobre (II) en presencia de oxigeno puede oxidar a fenoles. El producto principal puede dirigirse a una quinona o a una dimerización oxidativa. El último proceso proporciona un acoplamiento de las dos moléculas sintetizando en el ejemplo el 1,1-binaftol:



Tales compuestos son intermediarios en la síntesis de BINAP y sus derivados.

El cloruro de Cobre (II) dihidrato promueve la hidrólisis de acetonitas, es decir, la desprotección del grupo para regenerar dioles o amino-alcoholes, como tenemos en el ejemplo: 



Nota:  TBDPS = terc-butildifenilsililo

El cloruro de Cobre (II) también cataliza la adición libre de radicales  de cloruros de sulfonilo sobre alquenos donde la alfa clorosulfona puede someterse al proceso de eliminación para formar un vinilo sulfona.

Es utilizado en pirotecnia como azul/colorante verde. En ensayo a la llama se puede comprobar al observarse la emisión de una llama azul-verdosa. Esto es común a todos los compuesto de cobre(II).
Es tóxico y sólo las concentraciones por debajo de 5 ppm se permite en el agua potable por la agencia de protección ambiental de EE.UU.

 De interés histórico se utilizo en la primera resonancia paramagnética electrónica en 1944 por Yevgeny Zavoisky.

APLICACIÓN EXPERIMENTAL:

LAS CRISTALIZACIONES SENSIBLES:


- INTRODUCCION:

El punto de partida de las cristalizaciones sensibles, hoy aceptadas como método de diagnostico en algunos hospitales de Alemania, Francia y Suiza, se encuentra en las investigaciones de Pfeiffer, allá por los años 30, quien siguió unas indicaciones de Rudolf Steiner acerca de la importancia del fenómeno de la cristalización como método de poner en evidencia la actividad de las fuerzas formadoras suprasensibles de la Naturaleza.
La cristalización es un fenómeno extraordinariamente delicado, que puede servir para poner de manifiesto la acción de fuerzas muy débiles. Una solución sobresaturada es un sistema extraordinariamente susceptible a cualquier variación del medio. En esta los átomos  se encuentran lo suficientemente cerca como para interaccionar entre sí y el movimiento de las partículas es mínimo.
Las cristalizaciones de las que vamos a hablar ahora son sensibles a la estructura energética de los seres vivos, es decir, al campo electrodinámico adjunto al organismo corporal. Si se deja evaporar una disolución de CuCl2 sobre una placa de vidrio, aparecen unas agujas cristalizadas desordenas. Los físicos y químicos acostumbran a no dar significado especial a este aparente desorden y variedad de formas.

Sin embargo, si a la disolución de CuCl2 se le añaden algunas gotas de sangre, jugo de plantas, o algún tipo de fluido orgánico, la cristalización se produce ahora organizando configuraciones típicas, significativas de energías vitales. Quedan de esta forma presentes las fuerzas formadoras de la materia viva. Otras sales también son útiles para este fin, pero el CuCl2 es el más exacto por la formación de cristales tan finos, dando imágenes mas detalladas.

            - PROCEDIMIENTO:

El procedimiento consiste en verter de 5 a 10 cm3 de una disolución de CuCl2 al 5% en una placa petri, a la que previamente se le ha añadido unas gotas de algún fluido orgánico. Es muy importante que el material este muy limpio. Después se deja evaporar despacio en un espacio climatizado donde pueda controlarse la temperatura y la humedad. La temperatura ideal ronda los 28-34ºC y un 50-60% de humedad relativa. De este modo la cristalización tarda en producirse aproximadamente 14-16 horas. El lugar debe estar alejado de vibraciones para que no quede alterado el resultado de la prueba.

El empleo de la placa Petri tiene su justificación, una disolución extendida, forma un menisco convexo, por tanto la evaporación es más rápida en los bordes, donde crecerán los primeros núcleos de cristalización, que interferirán con los que parten del centro. Al contrario, sobre la placa Petri el menisco es cóncavo, puesto que debido a la capilaridad la solución asciende ligeramente por los bordes; la evaporación resulta mas rápida en el centro y de allí parte a los extremos sin interferencias.

Finalmente el CuCl2 cristaliza en un aglomerado de agujas que revela la presencia de las fuerzas inscritas en la solución. Obviamente la presencia de sustancias extrañas al cloruro cúprico interfiere en su cristalización; ahora bien, los laboratorios y clínicas donde se han llevado a cabo estudios sobre este fenómeno, constatan la aparición de figuras bien determinadas según la sustancia añadida, tipos bien definidos que se relacionan, mas con la cualidad de la sustancia, que con la composición química.
En el caso de la adición de jugos de plantas se constatan notables diferencias debido a la procedencia del tipo de cultivo o de la salud vegetal. De hecho, en Francia, Colombia y otros países es actualmente una técnica para discriminar si tal fruta o verdura procede de un cultivo biológico o no, si ha recibido abonos químicos, pesticidas, etc. El jugo procedente de una planta sana y vigorosa da una cristalización regular, armónica y limpia, con radiaciones desde el centro hacia el exterior. Por el contrario, la cristalización efectuada con jugo de una planta débil, enfermiza o cultivada por medios artificiales, da una imagen irregular e inarmónica, con núcleos de interferencia.

Las cristalizaciones sensibles apelan a la fuerza vital o componente electrodinámico de los seres vivos. Dado que revelan las fuerzas formadoras de la materia viva, permiten avanzar con muchísimo adelanto las evoluciones patológicas que puede llevar a cabo un organismo aparentemente sano, respecto a otros métodos de diagnostico. Un hombre o mujer joven, llenos de vida, pueden dar negativo en un chequeo medico, una exploración o analítica. La cristalización sensible-de ahí su interés en el diagnostico-anuncia hacia que alteración camina un organismo cuando la edad o las condiciones de vida vayan minando la vitalidad y las defensas, cuando merma la capacidad recuperadora.

Los laboratorios que llevan a cabo cristalizaciones sensibles hablan de 20 años de adelanto en el caso de tumores cancerosos. Dada la importancia que aun tiene para el pronóstico de esta enfermedad la precocidad en la detección y el tratamiento, se revela la importancia del método.
Al objeto de nuestro estudio, las cristalizaciones sensibles son una prueba más de la existencia de una estructura energética de los seres vivos, por llamarla de un modo actual, que se esconde a nuestra vista, detrás de la materia. La literatura sobre cristalizaciones sensibles muestra un echo sorprendente a primera vista para quien no esta familiarizado con este tipo de asunto; las agujas de cloruro cúprico dibujan las llamadas “figuras de órgano”. Si se tritura un tejido, de riñón por ejemplo, al añadir unas gotas de este triturado a la solución, resulta al final una configuración típica de riñón. Igualmente las cristalizaciones con sangre dan figuras de órgano en caso de que alguno este afectado. Constituye un fenómeno único e inesperado, acuñado por décadas de observaciones, que proporciona el terreno de las doctrinas de la ciencia antigua.


                  - PRACTICA:

Vamos a realizar una serie de ensayos para demostrar la alteracion que sufre la cristalizacion en presencia de materia organica viva y degradada. Añadimos sobre cada placa 6 mL de disolucion y medimos el pH inicial (siendo en este caso pH=5), a continuación se vierte sobre cada placa 1 mL del fluido organico a elegir. Para los ensayos hemos utilizado : Limón y Tomate.

El ph de la placa a dia=0 de limon es de 3 y el de tomate 4.



Placa Cristalizada Pura

Aqui podemos observar las ramificaciones de la sal pura. El color es celeste y su pH=5.












Placa Cristalizada con limón

 
 
Al añadir el limon se produce un descenso del pH, y el color del cristal y     la cristalización se vé totalmente afectada.

Placa Cristalizada con tomate
 
Con el tomate, el color es aún mas inteso y la distorsión de la cristalización es mayor.










 
Dejamos pasar cuatro dias para observar la degradación de la materia orgánica y comprobar, con estos ensayos que al ser la materia más degradada, o "menos" viva, la estructura será aún mas distinta a las que tenemos a dia=0(ya que la vitalidad a desaparecido):


Placa cristalizada con limon

Observamos que la distorsión es aun mayor y que el parecido con su respectiva a dia=0 es muy distinto. Pasamos de agujas ordenadas y finas a cristales mas grandes y de un color muy intenso. El pH se mantiene aproximadamente constante y la cantidad de zumo de limon es el mismo.









Con el tomate ocurre lo mismo, no es tan parecido a su respectivo de dia=0. Estos cristales tambien tienden a ser más grandes, aunque no tanto como los del limón  y son de color algo más oscuro que el inicial.








En conclusion podemos deducir con los ensayos que a medida que la materia organica pierde su vitalidad o más tecnicamente sus propiedades iniciales, deja de influir en la cristalización de la sal, ya que lo obtenido en las dos ultimas placas nos demuestra un parecido mayor al cristal puro que a su inicial; con cristales más grandes y más desordenados. Seria interesante el caso de continuar los ensayos hasta la total degradación de la materia y observar si el parecido al puro es mayor.

Aqui se muestran otros ensayos:


Placa cristalizada con Manzana













Placa Cristalizada con Flor de Liz














Placa cristalizada con Leche












Las observaciones que se pueden tener son el color, que dependiendo del tipo de sustancia varia de una forma más o menos intensa, el tipo de cristal obtenido, de mayor o menor tamaño y fineza, y la formación de dobles C )(  en la mayoria de los casos.



BIBLIOGRAFIA:

1 - Quimica inorganica avanzada-Cotton
2 - Wikipedia/copper cloride
3 - Geoff Rayner, Caham Quimica inorganica descriptiva
4 - Miguel Moreno- cristalizacion sensible

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