Práctica de laboratorio para la enseñanza de la Química Inorgánica de licenciatura: Síntesis y caracterización de polímeros de coordinación cristalinos (MOFs)

Abstract

En el presente trabajo se describe un experimento de laboratorio para la síntesis y caracterización de un compuesto de coordinación conocido como MOF (metal-organic framework). En la síntesis se integran conocimientos de química inorgánica y para el entendimiento de las propiedades del sólido, el alumno debe conocer los aspectos fundamentales de la espectroscopia para los análisis de las muestras. El material sintetizado es el KHUST-1 (Cu₃ (BTC)₂ de fórmula C₁₈H₆Cu₃O₁₂; con ruta de síntesis adaptada a la infraestructura disponible en los laboratorios de la universidad. Se aplicó la teoría aprendida de cursos, como el principio ácido-base de Lewis y aspectos fundamentales de la química del estado sólido. Se utilizan algunas de las técnicas de caracterización más importantes en ciencia de materiales como: análisis térmico, espectroscopia infrarroja y difracción de rayos X de polvos.

This work described an experiment that involves the synthesis and characterization of a coordination network solid, known a metal−organic framework (MOF). The experimental activity introduces students to the important concepts of inorganic chemistry, and basics of spectroscopy are required to understand the properties and analysis of MOF. As the university laboratories do not have direct access to the instrumentation common used in MOF preparation, the material KHUST-1 (Cu₃ (BTC)₂, formula C₁₈H₆Cu₃O₁₂), was synthesized by a modified route previously reported. The undergraduate students deal with the Lewis concept of acid-base reactions, and solid-state chemistry. Analysis of samples includes characterization methods used in materials science: thermogravimetric analysis, Powder X-ray diffraction and Fourier transform infrared spectroscopy.