Tetracianoniquelato de potasio

Tetracianoniquelato de potasio
General
Fórmula estructural	K2[Ni(CN)4]
Fórmula molecular	C 4K 2N 4Ni 1
Identificadores
Número CAS	14220-17-8[1]​
ChEBI	30071
ChemSpider	55617
PubChem	61717
UNII	BCX7A142U2
SMILES [C-]#N.[C-]#N.[C-]#N.[C-]#N.O.[K+].[K+].[Ni+2]
InChI InChI=InChI=1S/4CN.2K.Ni/c4*1-2;;;/q;;;;2*+1;-2 InChI=1S/4CN.2K.Ni/c4*1-2;;;/q4*-1;2*+1;+2, InChI=1S/4CN.2K.Ni/c4*1-2;;;/q;;;;2*+1;-2 Key: QOOHKAMDWOKKBR-UHFFFAOYSA-N%22 LXWJYIBQIPSFSE-UHFFFAOYSA-N, QOOHKAMDWOKKBR-UHFFFAOYSA-N
Propiedades físicas
Apariencia	Polvo amarillo pálido
Densidad	1860 kg/m³; 1,86 g/cm³
Masa molar	240,95 g/mol
Propiedades químicas
Solubilidad en agua	Muy soluble
Riesgos
Ingestión	Toxicidad aguda
Inhalación	Toxicidad aguda
Piel	Toxicidad aguda
Más información	Al contacto con ácidos libera gases muy tóxicos. Peligroso para el medio ambiente acuático
Valores en el SI y en condiciones estándar (25 ℃ y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.
[editar datos en Wikidata]

Polvo de Tetracianoniquelato (II) de potasio

El trecianoniquelato de potasio es un sólido cristalino iónico, formado por el anión tetraciano de níquel(II) ([Ni(CN)₄]^2-), que se compensa eléctricamente con dos cationes K⁺. La parte aniónica del compuesto es un complejo de coordinación del Ni(II) con cuatro ligandos de ion cianuro (CN^-). El trecianoniquelato de potasio es muy soluble en agua y tiene utilidad como reactivo de síntesis orgánica en reacciones catalizadas, ya que el ion central del complejo (Ni(II)) actúa como sitio activo de la reacción catalítica a la vez que los ligandos de cianuro proporcionan estabilidad a la molécula. También tiene utilidades en el laboratorio químico como agente oxidante y en numerosos experimentos de laboratorio, ya que se ha descubierto que posee actividad antimicrobiana e inhibe el crecimiento de ciertos microorganismos. También puede utilizarse en la síntesis de polímeros y zeolitas. Además, tiene efectos antiinflamatorios y antioxidantes.

Introducción

El níquel (Ni) es un metal de transición el cual se encuentra en meteoritos asociado con hierro, es de color blanco con un ligero tono amarillo. Su estado de oxidación más frecuente es el +2, aunque también puede presentarse en estado de oxidación +4, (p. ej. en el anión complejo NiF₆^2-) además del estado metálico (estado de oxidación 0). Como la mayoría de los metales de transición, se puede coordinar para formar moléculas más estables con geometrías octaédricas y plano cuadradas, las cuales son las más frecuentes, aunque también son usuales geometrías tetraédrica, bipirámide trigonal y pirámide de base cuadrada.^[2]​

La formación del ion [Ni(CN)₄]^-2 se explica a través de la teoría de orbitales moleculares (TOM). Debido a que el níquel presenta un estado de oxidación +2, lo que ocasiona que, con base en su configuración electrónica, se comporte como un metal de transición d⁸ por sus electrones de valencia disponibles, dejando libre los orbitales 4s y 4p para una futura hibridación con los ligandos. Al hibridarse con los iones CN^-, cada uno de los cuatro ligandos aporta 2 electrones de valencia, lo que genera una hibridación dsp² y llenando los orbitales generados para así formar el ion [Ni(CN)₄]^-2 con la geometría plano-cuadrada y con propiedad diamagnética por la conformación de los electrones de valencia, que necesiten menor energía para ubicarse de una mejor manera en los orbitales. Al ser diamagnético, este ion no se ve afectado por campos magnéticos externos dado que los repele.^[3]​ En cuanto a su estructura cristalina, el tetracianoniquelato de potasio es un compuesto monocíclico con un color amarillo anaranjado.^[4]​

Espectro Infrarrojo del compuesto para identificar los ligandos de cianuro

Obtención de cristales de Tetracianoniquelato de potasio

El tetracianoniquelato de potasio se prepara añadiendo un exceso de cianuro de potasio a una solución que contenga una sal de níquel soluble en agua para llevar la solución a la cristalización. Sin embargo, la precipitación preliminar de cianuro de níquel seguido de una solución en cianuro de potasio permite la eliminación de otras sales de potasio solubles antes de la cristalización.

${\displaystyle {\ce {NiSO4.6H2O + 2KCN -> Ni(CN)2v + K2SO4 + 6H2O}}}$

${\displaystyle {\ce {Ni(CN)2v + 2KCN -> K2[Ni(CN)4]}}}$

Procedimiento

Obtención de Cianuro de Níquel: 60 g de sulfato de níquel (NiSO₄·6H₂O), se disuelve en 200 mL de agua formando una solución a la cual se le añade lentamente con agitación 29,7 g de cianuro de potasio (disuelto en 70 mL de agua), donde se forma un precipitado verde grisáceo de cianuro de níquel, los cuales de lavan en una solución libre de sulfatos y se recogen en un embudo de Buchner.

Obtención de Tetracianoniquelato de potasio: 29.2 g de cianuro de potasio se disuelven en 30 mL de agua. A esta solución se añade el cianuro de níquel sólido, el cual se disuelve formando una solución. Esta solución se calienta sobre una placa caliente hasta que comienzan a formarse pequeños cristales, los cuales se vuelven a disolver. Finalmente la solución se deja enfriar hasta la formación de los cristales.^[5]​

Propiedades

El tetracianoniquelato de potasio forma cristales monoclínicos que contienen una molécula de agua (hidratación). Esta agua se pierde cuando el compuesto es secado a 100 °C. La sal es muy soluble, incluso en agua fría. Se descompone por la acción de los ácidos minerales con precipitación de cianuro de níquel. El tetracianoniquelato de potasio se descompone fácilmente mediante la adición de hipobromito de sodio, donde el peróxido de níquel hidratado es arrojado como precipitado negro.^[5]​

Prueba de color de la llama para observar la presencia de potasio, en este caso, al acercar el compuesto coordinado al fuego da una llama rosada

Papel biológico

El tetracianoniquelato es utilizado como sonda para el sitio activo de rodanasa libre de sulfato (enzima) donde el ion [Ni(CN)₄]^2- extingue la fluorescencia intrínseca así como la fluorescencia del ácido 2-anilinonaftaleno-8-sulfónico unido a enzima (2,8-ANS), un inhibidor que es competitivo con respecto al tiosulfato.^[6]​

Algunas Bacterias como Pseudomonas y Klebsiella crecen en medios con tetracianoniquelato de potasio como su única fuente de nitrógeno degradandolo donde finalmente obtienen Ni(CN)₂ cumpliendo un papel como un metabolito biológico.^[7]​

Tetracianoniquelato de potasio es degradado por Cryptococcus humicolus MCN2 donde es utilizado como fuente de nitrógeno, cuando se le suministra una cantidad de glucosa suficiente como su fuente de carbono.^[8]​

Identificación

Para comprobar que el compuesto obtenido es un tetracianoniquelato de potasio se realiza una espectroscopia de infrarrojo en el cual se observara la señal de cianuro.^[9]​

Para identificar si en el compuesto se presenta Ni⁺² se añadirá dimetilglioxima (0.1M, 1mL aprox.) la cual con el Ni⁺² formará un complejo, produciendo un cambio de color a rosado-rojizo.^[10]​

Reacción de dimetilglioxima para la identificación de níquel dentro de una solución acuosa

Referencias

1. Número CAS
2. Cortijo Montes, Miguel (2014). Compuestos de coordinación de níquel con diferente dimensionalidad como materiales híbridos multifuncionales (1). Consultado el 2 de julio de 2017. 
3. Maki, G. (1958). Ligand Field Theory of Ni(II) Complexes. I. Electronic Energies and Singlet Ground‐State Conditions of Ni(II) Complexes of Different Symmetries (2). pp. 1129-1138.  |fechaacceso= requiere |url= (ayuda)
4. Vannerberg, Nils Gosta (1964). "La estructura cristalina de K2Ni (CN) 4" (2). pp. 18 (10): 2385-2391. Consultado el 2 de julio de 2017. 
5. Fernelius, Fernelius, W. C. and Burbage, J. J. (1946). Inorganic Syntheses Vol. II. N. Y.: McGraw-Hill book Company. p. 227.  |fechaacceso= requiere |url= (ayuda)
6. Chow SF, Horowitz PM. (1985). Tetracianoniquelato sonda el sitio activo de rodanasa libre de azufre. (4). pp. 15;260(29):15516-21. PMID 3864780.  |fechaacceso= requiere |url= (ayuda)
7. Silva-Avalos J, Richmond MG, Nagappan O, Kunz DA. (1990). Degradation of the metal-cyano complex tetracyanonickelate(II) by cyanide-utilizing bacterial isolates. (6). PMID 2082819.  |fechaacceso= requiere |url= (ayuda)
8. Kwon HK, Woo SH, Park JM. (2002). Degradation of tetracyanonickelate (II) by Cryptococcus humicolus MCN2 (5). PMID 12351233.  |fechaacceso= requiere |url= (ayuda)
9. Sigeo KIDA, Junnosuke FUJITA, Kazuo NAKAMOTO and Ryutaro TSUCHIDA (1958). Ultraviolet Absorption Spectra and the Electronic Structure of Metallic Complexes. II. Cyanide Complexes*. Consultado el 2 de julio de 2017. 
10. Brown, G. H., & Sallee, E. M. Química cuantitativa.. Reverté. p. 559. 

Artículo principal: Compuesto químico

• Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Tetracianoniquelato de potasio.