Experimento 3

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Experimento 3
Laura Procópio Maia Furbino
Miguel Ângelo S. Costa
1. Equacionar todas as reações ocorridas 
Obtenção do [Co(NH3)5Cl]Cl2
2 CoCl2.6H2O + 2 NH4Cl + 8 NH3 + H2O2 → 2 [Co(NH3)5Cl]Cl2 + 14 H2O
Substituição do ligante Cl- por NO2- para formar os isômeros nitro [Co(NH3)5NO2]Cl2 e nitrito [Co(NH3)5ONO]Cl2:
			 NH3	
[Co(NH3)5Cl]2+ + OH- → [Co(NH3)5OH]2+ + Cl-
[Co(NH3)5OH]2+ + H+ [Co(NH3)5H2O]3+ 
2NO2 - + 2 H+ → N2O3 + H2O 
[Co(NH3)5OH]2+ + N2O3 → [Co(NH3)5ONO]2+ + HNO2
Em pH em torno de 4, o [Co(NH3)5ONO]Cl2 tem baixa solubilidade e por isso precipita. O complexo nitrito se rearranja para a forma nitro, segundo o equilíbrio:
 [Co(NH3)5ONO]2+ [Co(NH3)5NO2] 2+
2. Considerando que o CoCl2.6H2O utilizado na reação de obtenção continha 10 % de impurezas, qual o peso máximo do [Co(NH3)5Cl]Cl2 que poderá ser obtido ?
Considerando; massa molar CoCl2.6H2O = 237, 90 g/mol
massa molar [Co(NH3)5Cl]Cl2 = 250.44 g/mol
Pela estequiometria da reação, têm-se:
237,90 g de CoCl2.6H2O --- 250 g de [Co(NH3)5Cl]Cl2
 2,5 x 0,9 --- x
x = 2,364 g de [Co(NH3)5Cl]Cl2
3. Qual o rendimento prático do processo quando se obtém apenas 2,0 gramas do composto? 
237,90 g de CoCl2.6H2O --- 250 g de [Co(NH3)5Cl]Cl2
2,5 --- 100%
 					 2,0 --- x
x = 80%
Obs* considerando que não haja presença de impurezas 
4. Quais as quantidades mínimas de CoCl2.6H2O 100 % puro e NH3 15 mol/L necessárias para se obter exatamente 20,0 g do composto ?
massa molar CoCl2.6H2O = 237, 90 g/mol 
massa molar [Co(NH3)5Cl]Cl2 = 250.44 g/mol
250.44 g de [Co(NH3)5Cl]Cl2 --- 237, 90 g de CoCl2.6H2O
 20 --- x
 x = 18,998 g de CoCl2.6H2O
250.44 g de [Co(NH3)5Cl]Cl2 --- 68g de NH3
 20 --- x
 x = 5,430 g de NH3
17 g/mol de NH3 x 15mol --- 1000 mL
 5,430 --- x
 x = 21, 294 mL de solução 
 5. A separação dos cristais do [Co(NH3)5Cl]Cl2 é feita por meio de filtração à vácuo. Qual ou quais as vantagens desta filtração sobre a filtração comum? 
 A filtração à vácuo é mais rápida, retém maior quantidade de sólido e utiliza vidraria de vidro.
6. Na obtenção do [Co(NH3)5Cl]Cl2 o procedimento manda usar cloreto de cobalto(II) e NH3 conc. Os frascos disponíveis estavam rotulados: cloreto cobaltoso hexaidratado e hidróxido de amônio concentrado. Os conteúdos destes frascos servem para esta reação? Em caso afirmativo, escrever a equação correspondente. 
Sim, pois com o NH4OH na presença de NH4Cl irá formar NH3 segundo a reação:
NH4Cl + NH4OH 2NH3 + HClH2O
7. Na síntese [Co(NH3)5Cl]Cl2 foram usados 4,0 mL de água oxigenada a 30 %: Explicar com que finalidade se adiciona este reagente. Explicar com que finalidade a mistura final obtida é aquecida em banho-maria até reduzir o volume à metade. 
Na reação para obtenção do complexo, inicialmente há uma reação de substituição das moléculas de água e então a água oxigenada é adicionada para impulsionar a oxidação do complexo. 
A solução é aquecida para promover a substituição de um ligante Cl- da esfera de coordenação por uma amina e assim formar o complexo com a amina e o cloro.
8. Qual a função de NH4Cl na síntese? 
Promover a dissociação do hidróxido de amônio para formar NH3.
9. Por que o composto obtido foi lavado com etanol e éter etílico?
O etanol é utilizado para retirar as possíveis impurezas que estejam presentes no complexo e o éter etílico retira o excesso de água que estiver presente no composto.
 10. Desenhe as estruturas dos complexos obtidos e os nomeie de acordo com as regras da IUPAC.
 11. Desenhe as estruturas de Lewis e de outros três exemplos de ligantes ambidentados. 
12. Desenhe as estruturas dos dois complexos sintetizados nesta prática.
Respondido na questão 10.
 13. Qual dos dois compostos se forma mais rapidamente em uma dada temperatura? Justifique utilizando as estruturas dos complexos em sua argumentação.
 14. Sabendo que a variação de entalpia da transformação de [Co(ONO)(NH3)5]Cl2 em [Co(NO2)(NH3)5]Cl2 é negativa, esboce um gráfico de entalpia versus caminho de reação para esta transformação. 
15. Explique porque o resfriamento da mistura reacional favorece a formação de [Co(ONO)(NH3)5]Cl2.
Pelo gráfico, observa-se que a entalpia dos produtos é menor que a entalpia dos reagentes, o que permite concluir que se trata de uma reação exotérmica. Sendo assim, ela irá liberar calor e a diminuição da temperatura favorece essa reação pois irá diminuir a energia total do sistema.
 16. Considere os dois isômeros: [Co(ONO)2(NH3)4][Cr(NO2)4(NH3)2] e [Cr(ONO)2(NH3)4][Co(NO2)4(NH3)2]. Quais os nomes dessas substâncias?
cis-tetraamino(dinitrito) cobalto (III)
cis-tetraamino(dinitro) cobalto (III)
trans- tetraamino(dinitrito) cobalto (III)
trans - tetraamino(dinitro) cobalto (III)