RELATÓRIO INORGEXP - ROTA DO HIDRÓXIDO - SÍNTESE PbI2

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ROTA DO HIDRÓXIDO 
Síntese de PbI2 
 
 
 
 
 
 
 
 
Aluno: Gabriel Delier Santos da Silva 
DRE: 118050890 
Aluna: Larissa de Oliveira Augusto 
DRE: 118032923 
Disciplina: Química inorgânica Experimental 1 
Professores: Marta Eloisa Medeiros 
Thiago Custodio dos Santos 
 
 
 
 
 
Rio de Janeiro, Outubro, 2022 
2,0 g 
: 461,01 g/mol 
 4,34 x 10-3 
mols 
4,34 x 10-3 
mols 
8,68 x 10-3 
mols 
1,11 g 
x 127,91 g/mol 
 0,39 mL 
x 241,21g/mol 
 
: 2,85 g/cm-3 
1,05 g 
1. OBJETIVO 
Sintetizar iodeto de chumbo, PbI2, a partir da rota do hidróxido. 
 
2. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
Foi preparada uma solução saturada de nitrato de chumbo (Pb(NO3)2), pesando-se 1,80 g 
do sal P.A. À solução de nitrato de chumbo foram adicionados, lentamente e sob agitação, 
0,6 mL de NH3 concentrada. A mistura foi submetida à aquecimento brando para eliminar 
o excesso de amônia (verificado pelo odor característico) e então filtrada à vácuo. O 
sólido foi mantido em dessecador para secagem, seguida de sua pesagem. 
Ao sólido pesado, foram adicionados 10,0 mL de água destilada, seguida da adição de 0,8 
mL da solução de ácido iodídrico, lentamente e sob agitação. A mistura foi então filtrada 
à vácuo, deixando o sólido em dessecador para secagem e pesado. 
Amostras de todos os sólidos (precursores, intermediários e produtos finais) foram 
analisadas por infravermelho (IV). Ao intermediário e produto final também foram 
realizados testes de solubilidade, à temperatura ambiente, em três solventes: ácido 
acético, água e acetona. 
 
3. ANÁLISE E DISCUSSÃO DE RESULTADOS 
A rota do hidróxido se baseia em uma reação de neutralização. Nesta rota, reage-se um 
sal do metal de interesse Mx+ com uma fonte de hidróxido, de forma a produzir uma 
espécie intermediária insolúvel ou de baixa solubilidade do tipo M(OH)x. Em seguida, 
realiza-se a reação deste intermediário com um ácido HA, promovendo a neutralização e 
consequente precipitação do sal de interesse MAx. 
As reações de síntese de PbI2 por esta rota são apresentadas abaixo. 
Pb(NO3)2(aq) + 2 NH4OH(aq) → Pb(OH)2(s) + 2 NH4NO3(aq) 
Pb(OH)2(s) + 2 HI(aq) → PbI2(s) + 2 H2O(l) 
Com a finalidade de se obter 2,0 g de PbI2, seriam necessários obter uma massa de 1,05 
g de intermediário e, consequentemente, utilizar uma massa inicial de Pb(NO3)2 e um 
volume de NH4OH de 1,44 g e 0,33 mL, respectivamente (Fluxograma 1 e 2). 
Pb(OH)2(s) + 2 HI → PbI2(s) + 2 H2O(l) 
 
 
 
 
 
(Fluxograma 1) 
4,34 x 10-3 
mols 
8,68 x 10-3 
mols 
4,34 x 10-3 
mols 
x 331,20 g/mol 
 
x 35,04 g/mol 
 
1,44 g 0,30 g 0,33 mL 
: 0,90 g/cm-3 
 
Pb(NO3)2(aq) + 2 NH4OH(aq) → Pb(OH)2(s) + 2NH4NO3(aq) 
 
 
 
 
(Fluxograma 2) 
Prevendo perdas durante a síntese, a massa de de Pb(NO3)2 e o volume de NH4OH 
utilizados foram aumentados, levando a uma massa prevista de Pb(OH)2 de 1,31 g e 2,50 
g de PbI2. 
Após a secagem do produto final e desagregação verificou-se que haviam dois produtos 
distintos: um sólido amarelo, coloração característica do produto de interesse, e um sólido 
azul, desconhecido. Inicialmente, antes da desagregação, o sólido como um todo 
apresentava o aspecto amarelo, característico do PbI2, mas ao iniciar a desagregação, 
verificou-se que uma parte do sólido, internamente possuía coloração azul, ou seja, um 
outro produto foi formado, e ao redor deste produto formou-se uma camada de PbI2. 
Ambos os produtos foram separados, o máximo possível, com auxílio de uma espátula, e 
então alíquotas de cada um deles foram destinadas à realização da espectroscopia por 
infravermelho e os ensaios de solubilidade. 
Durante o procedimento de síntese, alíquotas dos reagentes, intermediários e do produto 
foram enviadas para análise por espectroscopia de infravermelho. O objetivo é identificar, 
especialmente no composto intermediário e no produto, a presença de picos que indiquem 
a formação da ligação química de interesse ou, ainda, a ausência de picos mais intensos 
no intervalo 4000 a 400 cm-1 em que a espectroscopia foi realizada. A ausência também 
pode ser interpretada como um indício da formação da ligação de interesse caso a 
deformação da ligação apenas possa ser identificada em faixas inferiores a 400 cm-1. Dito 
isso, os espectros a serem analisados são do reagente Pb(NO3)2 (Figura 1), do 
intermediário Pb(OH)2 (Figura 2) e dos produtos (Figuras 3 e 4). Acredita-se, devido à 
coloração, testes de solubilidade e espectroscopia, que um dos produtos seja o iodeto de 
chumbo II, PbI2. 
A espectroscopia do reagente utilizado apresenta uma banda arredondada muito 
expressiva próxima a 1350 cm-1, além de uma banda a 723.34 cm-1 e outra a 1768.80 cm-
1. Essa última, porém, inconclusiva, pois não foi encontrado na literatura a correlação 
dessa banda com alguma vibração de estiramento de metais ligados a nitrato. 
Figura 1. Espectroscopia de infravermelho do nitrato de chumbo II, Pb(NO3)2 
De acordo com Nakamoto (2006), existem alguns valores característicos de estiramento 
e deformação do íon nitrato e de metais ligados a nitrato. Esses valores, muito próximos, 
possivelmente resultou nesse aspecto arredondado pela combinação de diversas bandas 
próximas. 
Dito isso, as faixas de estiramento (ν) para o íon nitrato são [1]: 
ν2(NO): 830 – 800 cm-1 
ν3(NO): 1400 - 1330 cm-1 
ν4(NO): 780 – 700 cm-1 
As faixas de estiramento (ν) e vibração fora do plano (π) características de metais ligados 
ao nitrato são [1]: 
ν(NO): 1520 - 1480 cm-1 
ν(NO): 1300 – 1250 cm-1 
ν(NO): 1050 - 970 cm-1 
π: 810 - 700 cm-1 
De acordo com o exposto, os valores de estiramento são muito próximos, possibilitando 
a leitura combinada durante a espectroscopia. Ainda de acordo com o exposto, é possível 
perceber que o valor em torno de 1700 cm-1 pouco tem relação com os estiramentos 
relacionados ao íon nitrato e metal ligado a esse ânion, tornando a banda inconclusiva 
visto que amostra para análise foi retirada do próprio frasco. 
As Figuras 2 e 3 mostram basicamente o mesmo perfil espectroscópico, inferindo-se de 
que se trata da mesma substância. Entretanto, o intermediário em questão apresentou 
coloração branca e o composto formado apresentou coloração azul após reação com ácido 
iodídrico concentrado. Apesar da extrema semelhança dos espectros apresentados, 
levando a inferir que ambos são o mesmo composto, a diferença de coloração leva à 
conclusão contrária, tornando esse composto, já inesperado, completamente inconclusivo. 
Figura 2. Espectroscopia de infravermelho do intermediário formado 
Figura 3: Espectroscopia de infravermelho da fase sólida azul da mistura formada 
Além disso, o intermediário esperado, Pb(OH)2, também apresenta divergências em sua 
espectroscopia. Isso porque, de acordo com Wang (2005) [2], os únicos picos que 
deveriam ser observados para o Pb(OH)2 são próximos de: 
3900 cm-1 e 3860 cm-1 (estiramento O-H) 
736 cm-1 e 646 cm-1 (estiramento angular Pb-O-H) 
530 cm-1 e 500 cm-1 (estiramento Pb-O) 
Além desses, há outros picos observados próximos de 460 e 340 que, apesar de 
inconclusivo em Wang (2005), possivelmente também indica estiramento Pb-O. 
De acordo com esses valores, os picos na faixa dos 1350 cm-1 são totalmente incoerentes 
com a molécula em questão. Entretanto, pode-se concluir que a molécula de fato apresenta 
ligação Pb-O, devido à correspondência dos outros valores. 
Uma outra hipótese a se considerar é: as bandas em 1300 cm-1 podem indicar a presença 
de nitrato advindo do reagente utilizado. Entretanto, nitrato é um ânion que é facilmente 
solubilizado em água [3]. Devido a isso, é estranho o aparecimento de uma banda tão 
intensa de estiramento N-O após várias lavagens durante a filtração do intermediário. 
A espectroscopia do produto amarelado, entretanto, é o esperado para o composto de 
interesse, PbI2, ou seja,ausência de picos intensos na faixa de 400 cm-1 a 4000 cm-1. Isso 
porque, a vibração de estiramento para metais halogenados do tipo XY2 apresentam 
baixas frequências na ordem MF2 > MCl2 > MBr2 > MI2 [1]. 
Figura 4. Espectroscopia de infravermelho da fase sólida amarela da mistura formada 
Para o fluoreto de chumbo II, segundo Nakamoto (2006), as vibrações ν1 e ν3 são, 
respectivamente, 531.2 cm-1 e 507.2 cm-1 e para o cloreto de chumbo II ambas ficam em 
torno de 300 cm-1. Portanto, para o iodeto de chumbo II, as vibrações realmente não 
devem aparecer na espectroscopia de infravermelho realizada. 
A Figura 5 apresenta fotografias dos ensaios de solubilidade do intermediário Pb(OH)2. 
Os resultados obtidos para os ensaios estão de acordo com a literatura [3], sendo muito 
pouco solúvel em água, insolúvel em acetona e ácido acético. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5. Ensaios solubilidade para o intermediário: Da esquerda para direita: Teste de 
solubilidade em água; teste de solubilidade em acetona; teste de solubilidade em ácido 
acético. 
A Figura 6 apresenta fotografias dos ensaios de solubilidade do produto final PbI2. A 
partir da análise da fotografia, verifica-se que o produto possui uma baixa solubilidade 
em água, podendo ser considerado insolúvel (Kps = 8,49 x 10-9), insolúvel em etanol e 
insolúvel em acetona [3]. 
 
 
 
 
Figura 6. Ensaios de solubilidade para o produto final; Da esquerda para direita: Teste 
de solubilidade em água; teste de solubilidade em acetona; teste de solubilidade em 
etanol. 
A Figura 7 apresenta as fotografias para os ensaios de solubilidade do produto azul 
indesejado e desconhecido. A partir da análise das fotografias verifica-se que o sólido em 
questão é parcialmente solúvel em água, parcialmente solúvel em etanol e parcialmente 
solúvel em acetona. 
 
 
 
Figura 7. Ensaios de solubilidade para o produto final indesejado; Da esquerda para 
direita: Teste de solubilidade em água; teste de solubilidade em acetona; teste de 
solubilidade em etanol. 
A massa obtida de intermediário foi de 1,05 g, fornecendo um rendimento de 80,2%. Com 
esta massa de intermediário, a massa estequiométrica a ser obtida de produto seriam de 
2,00 g. A massa obtida de produto foi de 1,33 g, fornecendo um rendimento de 66,5%. 
% Rendimento Pb(OH)2 : 
1,05
1,31
 𝑥 100 = 80,2 % 
% Rendimento PbI2: 
1,33
2,00
 𝑥 100 = 66,5 % 
 
 
4. CONCLUSÃO 
Os espectros de infravermelho realizados foram suficientes para a identificação do 
reagente e do produto amarelado desejado, PbI2 pelo entendimento que a ausência de 
bandas significativas na região de 400 cm-1 a 4000 cm-1 é um forte indício da formação 
da ligação Pb-I. Entretanto, devido às divergências da espectroscopia do intermediário e 
do segundo produto azulado formado, a análise dessas substâncias foi inconclusiva, 
podendo apenas confirmar que houve a formação de ligação Pb-O. Nessa situação, apesar 
de a literatura consultada para Pb(OH)2 indicar a ausência de bandas em 1300 cm
-1, seria 
interessante realizar a análise espectroscópica de uma amostra de Pb(OH)2 P.A. 
diretamente do frasco. Isso poderia comprovar, caso haja ausência dos picos em 1300 cm-
1, de que a literatura consultada fez uma análise correta e que, durante a síntese explicitada 
nesse relatório, houve alguma etapa em que a formação de outras ligações com o chumbo 
ocorreram e ficaram evidenciadas na espectroscopia, sendo necessária uma análise mais 
profunda e cuidadosa essa identificação extra. 
Tanto para o intermediário Pb(OH)2, quanto para o produto final desejado, PbI2, os 
ensaios de solubilidade sugerem se tratar dos compostos em questão, já que os resultados 
obtidos estão de acordo aos encontrados na literatura. Para o produto final indesejado, os 
resultados obtidos para os testes de solubilidade não fornecem auxílio na sua 
identificação, já que não foi encontrado nenhum composto que apresentasse tais 
comportamentos nos solventes utilizados. 
 
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
[1] NAKAMOTO, K. Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination 
Compounds. Handbook of Vibrational Spectroscopy. 2006. 
 
[2] WANG, Xuefeng; ANDREWS, Lester. Infrared Spectra of M(OH)1,2,4 (M ) Pb, 
Sn) in Solid Argon. J. Phys. Chem. Viriginia, p. 9013-9020. jun. 2005. 
 
[3] PATNAIK, Pradyot. Handbook of Inorganic Chemicals. New York: McGraw-Hill, 
2002.