Aula IV - Síntese do Trioxalatoferrato (III) de Potássio

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Universidade Estadual de Maringá 
Centro de Ciências Exatas 
Departamento de Química 
 
 
 
 
 
4° Prática 
SÍNTESE DE COMPLEXOS DE Fe II E Fe III COM O LIGANTE OXALATO 
 
 
 
Aluna: Adrielle Ávila – R.A: 109.370 
 
 
Docente: Prof° Dra. Hágata Cremasco 
 
 
 
 
 
 
Maringá, outubro de 2021 
 1. Introdução 
 O ferro é o segundo metal mais abundante da crosta terrestre e o quarto 
elemento mais encontrado, depois do oxigênio, silício e alumínio. Porem quando 
se considera a totalidade do planeta o ferro surge como primeiro constituinte do 
corpo sólido da Terra, ocupando junto com o níquel os cerca de 7000km de 
diâmetro que compõem o seu núcleo. [1] 
 De número atômico 26 e símbolo químico Fe, o ferro, é um elemento de 
transição, pertencente ao oitavo grupo da tabela periódica. Em condições 
normais de temperatura e pressão, este metal apresenta-se no estado sólido, 
possuindo uma cor prateada. O ferro constitui o metal mais barato e mais útil do 
mundo. Embora o seu valor econômico na forma pura seja muito baixo, o seu 
potencial comercial torna-se bastante relevante quando incorporado em ligas 
como o aço. [1] 
 O ferro tem uma química característica dos metais de transição, sendo 
capaz de formar uma grande variedade de compostos que desempenham um 
papel econômico importantíssimo tanto a nível biológico, como a nível industrial 
e econômico. A esmagadora maioria dos compostos com ferro possui este metal 
nas formas Fe (II) e Fe (III), correspondentes, respectivamente, aos estados de 
oxidação +2 e +3. [1] 
 Um complexo é um composto químico formado pela adição de uma 
substância simples, normalmente um íon metálico que funciona como um 
receptor de elétrons sigma, e em alguns casos, pode apresentar interações pi 
com uma ou várias moléculas de outra substância, chamada de ligante bases de 
Lewis. Os casos mais comuns de complexos ocorrem com os compostos iônicos 
metálicos, que podem ter seus íons metálicos complexados tanto nos cristais 
quanto em solução. [2] 
 O termo composto de coordenação é usado para designar um complexo 
neutro ou um composto iônico no qual pelo menos um dos íons é um complexo. 
Um complexo é a combinação de um ácido de Lewis (o átomo metálico central) 
com várias bases de Lewis (os ligantes). [2] 
 O trioxalatoferrato (III) de potássio, também conhecido como ferrioxalato 
de potássio, é um composto de coordenação de fórmula K3[Fe(C2O4)3] no qual 
há um átomo de ferro como átomo central. Possui geometria molecular 
octaédrica, e três oxalatos bidentados ligam-se ao metal de transição, que 
apresenta número de oxidação +3. O potássio presente no complexo age como 
um contraíon, balanceando as cargas negativas oriundas dos oxalatos. Os 
cristais do sal em estado tri-hidratado destacam-se pela coloração verde 
esmeralda. Em solução aquosa, esse sal se dissocia formando o ânion 
ferrioxalato, de cor verde fluorescente. O trioxalatoferrato (III) de potássio é 
comumente usado em actinometria, um processo de medição de luminosidade. 
[3] 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. Objetivos 
 Sintetizar oxalato de ferro (II) dihidratado e obter magnetita a partir de sua 
decomposição térmica. Sintetizar trioxalatoferrato (III) de potássio e estudar seu 
comportamento na presença de luz. 
 3. Procedimento Experimental 
Tabela 1 – Reagentes e materiais utilizados 
Materiais Reagentes 
- Balança analítica - Ácido oxálico 
- Béquer - Ácido sulfúrico (0,1 mol L-1) 
Figura 1 – Estrutura do trioxalatoferrato (III) de potássio. 
- Bico de Bunsen - 1,10-Fenantrolina 
- Bomba de vácuo ou trompa de vácuo - Peróxido de hidrogênio (30% m/m) 
- Espátulas - Sulfato de amônio e ferro (II) 
hexaidratado 
- Pipeta de Pasteur ou conta gotas - Oxalato de potássio monoidratado 
- Bastão de vidro - Acetona 
- Erlenmeyer - Água destilada 
- Funil de Büchner - Etanol 
- Pinça de madeira 
- Proveta 
- Placa de Petri 
- Termômetro 
- Tubo de ensaio 
- Chapa de aquecimento 
 
 3.1. Parte 1 – Síntese de oxalato de ferro (II) di-hidratado. 
 Para o início da primeira parte desta prática, em uma balança analítica e 
utilizando um papel para pesagem, pesou-se 3,0114g de sulfato de amônio e 
ferro (II) hexahidratado ((NH4)2Fe(SO4)2.6H2O). Em seguida com o auxílio de 
uma pipeta volumétrica mediu-se 10mL de ácido sulfúrico (0,1 mol L-1), que foi 
transferido para um erlenmeyer. Então nesse mesmo erlenmeyer foi-se 
adicionado o sulfato de amônio e ferro (II) hexahidratado, para que fosse 
dissolvido pelo ácido sulfúrico. 
 Seguidamente, com o auxílio de uma proveta, mediu-se 16mL de água 
destilada, que foi transferida para um béquer de 100mL, depois pesou-se 
1,5013g de ácido oxálico dihidratado que também foi transferido para o béquer 
para que a água destilada pudesse dissolvê-lo. Em seguida, transferiu-se o 
conteúdo que estava no béquer para o erlenmeyer com o ácido sulfúrico e o 
sulfato de amônio e ferro (II) hexahidratado. 
 Logo depois, com o auxílio de uma chapa de aquecimento, aqueceu-se a 
solução contida no erlenmeyer até a ebulição. Enquanto a solução estava sendo 
aquecida, pesou-se um papel filtro na balança analítica, e separou-se em duas 
provetas, um pouco de água e um pouco de acetona, para serem utilizadas no 
momento da lavagem do precipitado. 
 Logo após o término da ebulição da solução contida no erlenmeyer, 
utilizou-se o sistema de filtração à vácuo (bomba de vácuo e filtro de Büchner c/ 
papel filtro pesado). Onde o precipitado contido no erlenmeyer foi lavado com a 
água e a acetona que foram separados anteriormente. Depois transferiu-se o 
sólido para uma placa de Petri, que que foi armazenada em um dessecador. 
 3.2. Parte 2 – Síntese do trioxalatoferrato (II) de potássio tri-hidratado 
 Para o início da segunda parte deste experimento, utilizando-se de uma 
balança analítica e papel para pesagem, pesou-se 1,2566g de oxalato de 
potássio, e também em uma proveta foram separados 8mL de água destilada. 
Em um béquer de 100mL foram transferidos a água destilada e o oxalato de 
potássio e com o auxílio de um bastão de vidro, fez-se a dissolução. 
Seguidamente, utilizou-se novamente a balança analítica e um papel para 
pesagem, para pesar 0,7500g de FeC2O4.H2O, que foi misturado ao oxalato de 
potássio e a água destilada no béquer de 100mL. Depois levou-se esse mesmo 
béquer a uma chapa de aquecimento para aquecer a mistura até cerca de 40°C, 
que foi monitorado com a ajuda de um termômetro. 
Quando a solução chegou aos 40°C desejados, adicionou-se com muito 
cuidado algumas gotas de H2O2 30% m/m. Depois de finalizada a reação, 
aqueceu-se na manta de aquecimento o béquer até a ebulição. Quando a 
solução atingiu o ponto de ebulição, retirou-se o béquer da manta de 
aquecimento, e foram adicionadas algumas gotas de H2C2O4.2H2O (10% m/m) 
até ocorresse a completa dissolução do precipitado. 
Em seguida com o auxílio de uma proveta mediu-se 7mL de etanol, que 
foi transferido para o béquer com a solução. Logo após esse mesmo béquer foi 
colocado em um banho de gelo para que fosse resfriado por alguns minutos. 
Enquanto a solução estava sendo resfriada, pesou-se um papel filtro na balança 
analítica, e separou-se em um béquer uma pequena quantidade de etanol para 
ser utilizado no momento da filtração. 
Logo após o resfriamento da solução contida no béquer, utilizou-se o 
sistema de filtração à vácuo (bomba de vácuo e filtro de Büchner c/ papel filtro 
pesado). Onde o precipitado contido no béquer foi lavado com o etanol que foi 
separado anteriormente. Depois transferiu-se o sólido para uma placa de Petri, 
que que foi armazenada em um dessecador com um abrigo de luz até a completa 
secagem. Após 24 horas, realizou-se a pesagem do complexo para o cálculo de 
rendimento. 
Após a pesagem do precipitado, separou-se metade do mesmo para que 
ficasse em um local protegido da luz, e a outra metade foi colocada em um local 
sob luz ultravioleta(luz solar) por 30 minutos. Depois dos 30 minutos (agora no 
laboratório), separou-se 2 tubos de ensaio, onde foram colocados em cada um 
deles pequenas quantidades de amostras dos complexos (o que ficou protegido 
da luz e o que ficou no sol). Também nos tubos de ensaio foram adicionados 
1mL de água em cada, para que houvesse a dissolução do complexo. Então em 
seguida foram adicionadas algumas gotas de 1,10-fenantrolina nos dois tubos 
de ensaio, e observou-se o resultado. 
3.3. Parte 3 – Decomposição térmica do oxalato de ferro (II) tri-
hidratado 
Para o início da última parte deste experimento, utilizando uma balança 
analítica e um papel para pesagem, pesou-se 0,5091g de oxalato de ferro 
dihidratado e transferiu-se para um tubo de ensaio seco. 
Em seguida com o bico de Bunsen aceso e o auxílio de uma pinça de 
madeira, aqueceu-se o tubo de ensaio contendo o oxalato de ferro dihidratado, 
mas sempre movimentando o tubo de ensaio, nunca deixando-o diretamente na 
chama do bico de Bunsen para que não estourasse o tubo de ensaio que é de 
vidro. 
Assim que a cor do complexo passou de amarelo para um marrom escuro, 
despejou-se o conteúdo do tubo de ensaio em uma placa de Petri, para que fosse 
aguardado o final da reação. 
E para finalizar, com um ímã foi testado o magnetismo do solido que foi 
obtido anteriormente. 
 4. Resultados e Discussão 
4.1. Parte 1 – Síntese do oxalato de ferro (II) dihidratado 
Para primeira parte do experimento, foi-se preparada uma solução de 
ácido sulfúrico e sulfato de amônio e ferro (II) hexahidratado, o que resultou em 
uma solução de coloração esverdeada, o que indica a presença de Fe (II) na 
solução. Depois quando a solução de ácido oxálico é adicionada, a solução 
passa a ter uma coloração amarela, o que indica a formação do oxalato de ferro 
(II) dihidratado. Como pode ser visto pela reação abaixo 
(NH4)2Fe(SO4)2.6H2O + 5H2SO4(aq) +H2C2O4.2H2O  FeC2O4.H2O + 
(NH4)2SO4 + 6H2SO4(aq) + 6H2O 
 
 
 
 
 
 
 
Em seguida, esse precipitado foi filtrado com o auxílio de um funil de 
Büchner e uma bomba de vácuo, ele também foi lavado com água e acetona. 
Depois foi tirado do funil e colocado em uma placa de Petri, para que pudesse 
ser colocado no dessecador para que houvesse uma secagem mais eficiente. 
Figura 2 – Formação do oxalato de ferro (II) dihidratado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
4.2. Parte 2 – Síntese do trioxalatoferrato (II) de potássio tri-hidratado 
Para a segunda parte do experimento, a síntese do trioxalatoferrato (II) de 
potássio tri-hidratado (K3[Fe(C2O4)3].3H2O), em um béquer, dissolve-se 1,2566g 
de oxalato de potássio hidratado em 8mL de água destilada, em seguida é 
adicionado 0,7500g do oxalato de ferro (II) obtido anteriormente. Em seguida 
esse béquer é levado a manta de aquecimento, onde a solução contida nele é 
aquecida até uma temperatura de 40°C, e observa-se a mudança da coloração 
da solução contida no béquer, que inicialmente é amarelada e passa para uma 
coloração de alaranjado terroso. 
Posteriormente, quando é adicionado sob leve agitação e temperatura 
abaixo de 40° algumas gotas de H2O2 30% m/m a solução começa a adquirir 
uma coloração mais escura, indicando a reação de oxirredução do íon ferro. 
Quando o aquecimento foi ligado para que a solução evaporasse a solução 
continuou escurecendo. Depois que o aquecimento foi desligado e se começou 
a adição do ácido oxálico 10% a solução apresentava uma coloração marrom 
passou a apresentar uma coloração mais clara, até chegar em uma coloração 
esverdeada. Em seguida foi realizada a adição do etanol para garantir a 
separação do trioxalatoferrato de potássio tri-hidratado, pois trata-se de um 
composto insolúvel em etanol, fazendo que o composto tivesse uma melhor 
precipitação. A seguir, temos a reação global que descreve a síntese do 
trioxalatoferrato (III) de potássio, que é realizada neste experimento: 
Figura 3 – Precipitado depois da filtração. 
6FeC2O4.2H2O + 6K2C2O4.H2O + 3H2O2  2Fe(OH)3 + 4K3[Fe(C2O4)3] + 
6H2O 
Fe(OH)3 + 3H2C2O4 + 3K+(excesso)  K3[Fe(C2O4)3] + H2O 
2FeC2O4.2H2O + 3K2C2O4.H2O + H2C2O4 + H2O2  3K3[Fe(C2O4)3].3H2O 
+ 3H2O 
 Após o banho de gelo a solução foi filtrada a vácuo e os cristais foram 
lavados com etanol para garantir que todo o complexo possível fosse obtido. 
Para o cálculo do rendimento, pesou-se a massa do complexo obtido, 
lembrando que para os cálculos de massa do trioxalatoferrato (III) foi 
considerada a diferença da massa do papel de filtro com e sem o sólido. E a 
partir da massa do grupo 4 que foram realizados os cálculos. 
 Primeiramente sabe-se que a relação estequiométrica é dada pela reação 
acima temos que 2 mols de oxalato de ferro dihidratado reage com os outros 
produtos e forma 3 mols do complexo, desse modo temos: 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 mols de FeC2O4.2H2O --------- 3 mols de K3[Fe(C2O4)3] 
 359,846g ---------- 1311,58g 
 0,7500g ---------- X 
𝑋 = 2,734 g de K3[Fe(C2O4)3] 
2,734g ------ 100% 
2,107g ------- X 
𝑋 = 77,05% 
 Em seguida, os cristais do complexo que foram obtidos, deveriam ser 
divididos em duas partes, e uma delas deveria ser exposta a radiação solar. Após 
este procedimento obteve-se as seguintes colorações de complexos: 
 
 
 
 
 
 
 
 
Este procedimento serve para comprovar a característica fotossensível do 
complexo. Como pode ser observado, houve a mudança na cor do sólido de 
verde para amarelo. Esse efeito ocorre, pois a radiação ultravioleta absorvida da 
luz solar causa a redução de Fe3+ para Fe2+. Como pode ser visto na equação 
abaixo: 
2K3[Fe(C2O4)3](s) 
ℎ𝜈
→ 2Fe(C2O4)(s) + 3K2C2O4 + 2CO2 
 E para finalizar esta parte do experimento, utilizou-se de dois tubos de 
ensaio e colocou-se dentro deles pequenas amostras de cada complexo e diluiu-
as com água destilada, e ao acrescentar as gotas de 1,10-fenantrolina que é 
utilizada para a determinação de ferro (II), ao ser adicionada ao tubo que não 
sofreu exposição à radiação UV, a solução permaneceu do mesmo modo. Mas 
ao ser adicionada ao tubo da amostra que sofreu exposição à radiação UV, 
imediatamente a solução contida no tubo de ensaio adquiriu uma coloração 
avermelhada, indicando ali, presença de íons de Fe2+. 
 4.3. Parte 3 – Decomposição térmica de oxalato de ferro (II) di-
hidratado 
Figura 4 - Complexo não exposto a radiação UV/ Complexo exposto a radiação UV. 
 Utilizando-se ainda do oxalato de ferro (II) feito na primeira parte deste 
experimento, pesou-se 0,5091g do mesmo, que foi transferido para um tubo de 
ensaio. Ao aquecer o tubo de ensaio o oxalato de ferro (II), que era um pó que 
tinha uma coloração amarelada começou a adquirir uma coloração mais escura, 
até que ao final do aquecimento ficou com uma coloração marrom. Isso se dá 
porque com o aquecimento do oxalato de ferro (II) ele irá se decompor em óxido 
de ferro (II,III) que possui essa coloração mais escura, e que pode ser 
encontrado na natureza como o mineral magnetita, por isso que para finalizar a 
prática é realizado o teste com o imã, para testar as propriedades magnéticas do 
composto formado. 
3FeC2O4.2H2O + O2  Fe3O + 6CO2 + 6H2O 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 5. Conclusão 
 O experimento se mostrou satisfatório para a síntese do complexo 
trioxalatoferrato (III) de potássio, pois durante a prática foi possível notar a 
formação do complexo característico do mesmo. Observou-se também que 
durante as várias reações ocorridas até a formação do complexo final, houve 
uma mudança de cor dos complexos ao reagi-los com diferentes tipos de 
ligantes, caracterizando assim a substituição de cada um destes. 
Figura 5 – Teste das propriedades magnéticas do composto formado. 
O rendimento foi consideravelmente satisfatório do experimento, sendo de 
77,05%. Dessa forma pode-se concluir que o método de síntese utilizado se 
mostrou eficaz,uma vez que se atingiu o objetivo da prática de sintetizar o 
K3[Fe(C2O4)3]. 
 6. Referências 
[1] Grupo de Produção de Conteúdos de Química. Ferro. E-Escola. Disponível 
em: http://e-escola.tecnico.ulisboa.pt/topico.asp?id=466&ordem=1 Acessado 
em 03 de outubro de 2021. 
[2] Composto de coordenação. Wikipédia. Disponível em: 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Composto_de_coordenação Acessado em 03 de 
outubro de 2021. 
[3] Trioxalatoferrato (III) de potássio. Wikipédia. Disponível em: 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Composto_de_coordenação Acessado em 03 de 
outubro de 2021. 
 
http://e-escola.tecnico.ulisboa.pt/topico.asp?id=466&ordem=1
https://pt.wikipedia.org/wiki/Composto_de_coordenação
https://pt.wikipedia.org/wiki/Composto_de_coordenação