relatório síntese bisglicinato (1)

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DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
ALICE COSTA RESENDE (202320305)
INGRIDE OLIVEIRA CAPUTO FLORES (202320669)
MARIA CLARA FERNANDES RIBEIRO (202310066)
RAÍSSA APARECIDA MORENO GOMES(202320662)
SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DO BISGLICINATOCOBRE(II)
LAVRAS-MG,OUTUBRO DE 2024
Introdução
Objetivos
Sintetizar o complexo de relevância bioinorgânica).
Procedimentos
Materiais e reagentes :
1. 01 béquer de 100 mL
2. 01 béquer de 25 mL
3. 01 Pipeta graduada de 5 ou 10 mL
4. 01 pera 01 bastão de vidro
5. 01 Funil de Büchner
6. 01 Kitassato
7. 01 Adaptador p/ kitassato
8. 01 Chapa de aquecimento com agitação
9. 01 Barra magnética
10. 01 Termômetro
11. 01 pipeta Pasteur (plástico)
Na Bancada :
1. Banho termostatizado Gelo
2. Cloreto de cobre diidratado - CuCl2.2H2O
3. Glicina Acetato de sódio - CH3COONa
4. 300 mL de Etanol 95% ou maior
5. 200 mL de Éter etílico ou Acetona
6. Água destilada
7. Espátula de metal
8. Papel filtro
9. Tesoura
10. Frasco de resíduos
Metodologia
Foi pesado 0,85 g de cloreto de cobre dihidratado e, em um béquer de 100 mL,
dissolveu-se em 5 mL de água destilada (se necessário, aqueça levemente a mistura).
Adicionou-se à solução obtida, 5 mL de etanol 95%.
Adicionou então, 0,82 g de acetato de sódio ao sistema contendo o cloreto de cobre e
agitou até a total dissolução do sólido.
Em outro béquer de 25 mL, dissolveu 0,76 g de glicina em 5 mL de água destilada.
Com o auxílio de um conta-gotas, foi adicionado o ligante (glicina) sobre a solução contendo
o cobre e anotou as modificações ocorridas. Um precipitado formou.
Aqueceu a reação a 70°C por 15 min e então resfriou o sistema em água corrente.
Para maximizar o processo de precipitação, foi colocado o béquer com a mistura em
banho de gelo por 15 minutos.
Filtrou a vácuo o precipitado formado, e lavado com etanol e éter etílico, ambos
gelados. Deixou o sólido secar a temperatura ambiente, pesou-se o sólido e acondicionou em
um recipiente adequado indicado pelo professor.
Resultados e Discussões
Na prática de síntese e caracterização do complexo trans-[Co(en)₂Cl₂]Cl,
começamos com o reagente CoCl₂·6H₂O, um composto de cobalto bem conhecido.
Durante o processo, usamos peróxido de hidrogênio (H₂O₂) para oxidar o cobalto de
Co²⁺ para Co³⁺, uma mudança fundamental para que ele consiga formar ligações
mais estáveis. O H₂O₂, portanto, tem uma função crítica, agindo como oxidante, que
promove essa alteração de estado de oxidação do cobalto, facilitando a formação
do complexo final.(Atkins, 2014)
A equação da dissolução do CoCl2 6h20 em água e oxidação com h2o2: é a
seguinte , Dissolução de CoCl₂·6H₂O em água e oxidação com H₂O₂:
𝐶𝑜𝐶𝑙
2
· 6𝐻
2
𝑂 + 𝐻
2
𝑂
2
→ 𝐶𝑜3+ + 𝐶𝑙 + 𝐻
2
𝑂
equação 1 Dissolução de CoCl₂·6H₂O em água e oxidação com H₂O₂:
Outro reagente importante que aparece na reação é o ácido clorídrico (HCl), que
fornece íons cloreto (Cl⁻). Esses íons Cl⁻ têm um papel duplo: eles agem como
ligantes que se ligam ao cobalto e também ajudam na estabilização do complexo
como contra-íon. Além disso, o HCl ajusta o pH da solução, o que é essencial para
garantir que o complexo trans-[Co(en)₂Cl₂]Cl precipite da forma correta.
Formação do complexo com etilenodiamina (en) em presença de HCl:
𝐶𝑜3+ + 2𝑒𝑛 + 2𝐶𝑙 → 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠 − [𝐶𝑜(𝑒𝑛)
2
𝐶𝑙
2
]+
Precipitação com HCl:
+Cl𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠 − [𝐶𝑜(𝑒𝑛)
2
𝐶𝑙
2
]+ → 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠 − [𝐶𝑜(𝑒𝑛)
2
𝐶𝑙
2
]𝐶𝑙
Quando analisamos a estrutura dos complexos envolvidos, temos o CoCl₂·6H₂O,
onde o cobalto está rodeado por seis moléculas de água, em uma disposição
octaédrica. Essa é uma característica comum para íons metálicos hidratados, onde
as moléculas de água se organizam ao redor do cobalto (RAYNER-CANHAM, Geoff;
OVERTON, Tina. Química Inorgânica Descritiva. Porto Alegre: Bookman, 2006.) A
seguir, está ilustrada a estrutura do complexo analisado.
Figura 1.Reação do trans-diclorobis(etilenodiamina)cobalto(III)com água para formação
do complexo trans-aquoclorobis(etilenodiamina)cobalto(III.
Fonte: Moura, Aline O. et al., Instituto de Química, Universidade de Brasília
Já no complexo trans-[Co(en)₂Cl₂]Cl, o cobalto, agora com carga +3, mantém a
geometria octaédrica, mas com dois ligantes etilenodiamina e dois íons cloreto.
Caso haja alguma variação no complexo final, como a formação do
trans-[Co(en)₂Cl(H₂O)]Cl, um dos cloretos poderia ser trocado por uma molécula de
água, sem modificar o número de coordenação, que continua sendo 6.
A espectroscopia UV-vis é essencial nesse processo, pois nos permite caracterizar
o complexo estudado através das transições eletrônicas, obtendo informações sobre
o campo cristalino ao redor do cobalto. O cálculo do parâmetro Δ (divisão do campo
cristalino) é realizado com base no comprimento de onda da absorção máxima do
espectro UV-vis, que revela a intensidade com que o campo de ligantes ao redor do
cobalto afeta os níveis de energia dos orbitais d. Cada ligante influencia esse campo
de forma única; por exemplo, Cl⁻ e H₂O alteram os níveis de energia do cobalto de
forma diferente, resultando em uma cor característica para cada complexo.
Para entender o rendimento da síntese, é possível comparar a massa inicial do
CoCl₂·6H₂O utilizada com a quantidade teórica esperada de trans-[Co(en)₂Cl₂]Cl,
calculando o rendimento prático a partir da massa real obtida ao final do processo.
Essa comparação ajuda a entender a eficiência do processo e se houve perdas
durante a síntese.
inserir os calculos do rendimento da massa inicial e massa teórica
A partir dos espectros UV-vis dos complexos, podemos identificar as regiões do
espectro visível onde ocorre a absorção de luz, o que nos ajuda a entender a cor
que o complexo apresenta. Com o auxílio do disco de Newton, sabemos que a cor
que enxergamos é a complementar à cor da luz absorvida pelo complexo. Por
exemplo, se um complexo absorve luz azul, ele vai aparecer em um tom alaranjado,
que é a cor complementar(RAYNER-CANHAM, Geoff; OVERTON, Tina. Química
Inorgânica Descritiva. Tradução de Maria Inês Nunes Polo. 4. ed. Porto Alegre:
Bookman, 2006).
Além disso, a espectroscopia IV (infravermelha) fornece dados sobre a presença de
bandas características dos ligantes, como as bandas NH da etilenodiamina. Esse
tipo de análise é importante para confirmar a formação do complexo e para verificar
as ligações específicas do metal com os ligantes, complementando a caracterização
do trans-[Co(en)₂Cl₂]Cl com informações estruturais detalhadas.
A síntese do complexo trans-diclorobis(etilenodiamino)cobalto(III), ou
trans-[Co(en)₂Cl₂]Cl, começa com a preparação da solução de partida contendo
cobalto na forma de CoCl₂·6H₂O, o cloreto de cobalto hexahidratado. Esse composto
é solúvel em água e, ao se dissolver, libera íons Co²⁺, que inicialmente apresentam
uma coloração rosa. Esses íons de cobalto, no entanto, precisam ser oxidados para
Co³⁺ para formar o complexo desejado.
Para realizar a oxidação do Co²⁺, é adicionado peróxido de hidrogênio (H₂O₂) à
solução, em um ambiente ácido proporcionado pelo ácido clorídrico (HCl). O HCl
desempenha um papel importante, pois além de fornecer íons cloreto (Cl⁻), que são
necessários na estrutura do complexo, ele também ajusta o pH, tornando o
ambiente mais favorável para a reação. A oxidação do cobalto é então promovida
pela ação do H₂O₂ em meio ácido, convertendo o Co²⁺ em Co³⁺ e liberando água
como subproduto.
A reação que descreve esse passo é:
𝐶𝑜𝐶𝑙
2
· 6𝐻
2
𝑂 + 𝐻
2
𝑂
2
+ 2 𝐻+ → 𝐶𝑜3+ + 2 𝐶𝑙− + 8 𝐻
2
𝑂
Para explicar a síntese do complexo trans-[Co(en)₂Cl₂]Cl, pode-se dizer
que a equação descrita no livro de Shriver, Atkins e Langford (1994)
detalha o processo de formação desse complexo por meio da
coordenação entre o íon cobalto(III), os ligantes etilenodiamina e íons
cloreto, conforme destacado pelos autores: "A formação do complexo
ocorre com a substituição sequencial dos ligantes, levando ao produto
final estabilizado pelo ambiente coordenado ao redor do metal" (Shriver
et al., 1994)
Com o cobalto agora no estado de oxidação +3, ele estápronto para se ligar aos
ligantes etilenodiamina (en). A etilenodiamina é um ligante bidentado, ou seja,
possui dois átomos de nitrogênio que se ligam ao íon metálico, criando uma
estrutura de coordenação mais estável. Quando duas moléculas de etilenodiamina
se coordenam ao íon Co³⁺, elas ocupam quatro posições ao redor do metal,
formando uma estrutura octaédrica. As outras duas posições no octaedro são
ocupadas por íons cloreto (Cl⁻), que se posicionam em posições opostas, criando a
configuração "trans" do complexo, com os ligantes etilenodiamina também em
posições trans.
Equação da complexação:
CoC𝑙
2
• 6 𝐻
2
𝑂 + 𝐻
2
𝑂
2
 + 2𝐻+ → 𝐶𝑜3+ + 2𝐶𝑙− + 8 𝐻
2
𝑂
Nesta reação:
● O peróxido de hidrogênio (H₂O₂) age como agente oxidante, promovendo a oxidação
de Co²⁺ para Co³⁺.
● O HCl fornece H⁺ necessário para manter o meio ácido, além dos íons Cl⁻ que
auxiliam na estabilização do complexo formado posteriormente.
Ao final da reação, o produto formado é o complexo trans-[Co(en)₂Cl₂]Cl, que é
então precipitado da solução. Esse processo pode exigir ajustes de pH ou controle
de temperatura para promover a cristalização do complexo, facilitando sua
separação do meio reacional. Após a precipitação, o sólido é filtrado e seco,
resultando no complexo trans-[Co(en)₂Cl₂]Cl, que apresenta uma cor característica e
pode ser analisado quanto às suas propriedades estruturais e espectrais.
Esse processo de síntese demonstra a importância de cada etapa, desde a escolha
dos reagentes até as condições de reação, que são cuidadosamente controladas
para garantir a formação e a estabilidade do complexo desejado.Miessler e Tarr,
Química Inorgânica, 2011.
ESPECTROS (nm)λ
𝑚á𝑥
EQUIPE Temperatura (°C) Tempo (min) 0 min 5 min 15 min 30 min
1 Ambiente 0, 5, 15, 30
2 50 0, 5, 15, 30
3 60 0, 5, 15, 30
4 70 0, 5, 15, 30
 Gráfico de Absorbância X Comprimento
de Onda
 
 O gráfico a seguir mostra o espectro de absorção no UV-visível do complexo
trans-[Co(en)₂Cl₂]Cl. Ele permite observar como o composto absorve luz em
diferentes comprimentos de onda, o que nos ajuda a entender melhor sua estrutura
e as características das ligações no complexo.
Figura 1.1 - Espectro de absorção UV-visível do complexo trans-[Co(en)₂Cl₂]Cl. A curva
mostra a absorbância em função do comprimento de onda, revelando pontos de absorção
específicos que indicam como o complexo interage com a luz UV e visível.
Interpretação dos resultados do gráfico absorbância x comprimento de onda (nm)
pico de 518
542
614
Na síntese do complexo trans-diclorobis(etilenodiamino)cobalto(III), ou trans-[Co(en)₂Cl₂]Cl,
a espectroscopia UV-Vis ajuda a entender melhor sua estrutura e o ambiente ao redor do
íon cobalto. O espectro revela picos específicos, associados a transições eletrônicas que
ocorrem no metal, confirmando sua estrutura octaédrica. Nesse complexo, o cobalto (III)
está no estado de oxidação +3, coordenado por dois ligantes de etilenodiamina, cada um
com dois átomos de nitrogênio que se ligam ao metal, e dois íons cloreto em posições
opostas, formando uma configuração "trans" (Shriver, Atkins & Langford, Química
Inorgânica, 1994).
Quando observamos o espectro UV-Vis deste complexo, podemos identificar picos que
correspondem às transições *d-d*, que são típicas dos metais de transição em ambientes
octaédricos. Essas transições ocorrem quando os elétrons nos orbitais d do cobalto (III)
absorvem energia e passam para um nível de energia mais alto dentro da própria camada
d. Com o cobalto no estado +3, ele possui a configuração eletrônica [Ar] 3d⁶, onde os
orbitais de menor energia (t₂g) estão preenchidos e os de maior energia (eₓg) estão
parcialmente ocupados. Como os ligantes de etilenodiamina exercem um campo de força
moderado, as bandas de transição d-d tendem a ser de baixa intensidade, algo comum para
complexos de cobalto(III) com ligantes moderados, como o NH₃. Essas bandas aparecem
em diferentes comprimentos de onda, e a presença dos íons cloreto em posições trans
influencia o padrão do espectro devido à simetria do complexo (Shriver, Atkins & Langford,
Química Inorgânica, 1994).
Durante o processo de aquação, onde o trans-[Co(en)₂Cl₂]⁺ é exposto à água e um dos íons
cloreto se dissocia, o espectro do complexo muda. Com a saída do cloreto, uma molécula
de água passa a ocupar seu lugar, formando o complexo trans-[Co(en)₂Cl(H₂O)]²⁺. Esse
processo pode ser monitorado pelo espectro, observando as mudanças nas bandas de
absorção, que se deslocam ou mudam de intensidade conforme o ambiente de
coordenação do cobalto se ajusta. A troca do cloreto por uma molécula de água modifica o
campo cristalino e a simetria ao redor do cobalto, o que geralmente intensifica as bandas de
transição d-d, já que a água é um ligante que doa pares de elétrons ao metal (Shriver,
Atkins & Langford, Química Inorgânica, 1994).
Conclusão
Conclui-se que o experimento foi bem sucedido na obtenção do complexo
bisglicinatocobre(II)..
Bibliografia
REFERÊNCIAS
MAZZA, M. F. CRM: Sucessos e Insucessos. São Paulo: Ed. BRASPORT, 2009.
MOURA, A. O.; MARTINS, P. C.; BOLZON, L. B.; PERTUSATTI, J.; PRADO, A. G.
S. "Estudos Cinéticos da Aquação do *trans*-[Co(en)₂Cl₂]Cl." Química Nova, vol. 29,
no. 2, pp. 385-387, 2006.
RAYNER-CANHAM, Geoff; OVERTON, Tina. Química Inorgânica Descritiva. Porto
Alegre: Bookman, 2006.
SHRIVER, D. F.; ATKINS, P. W.; LANGFORD, C. H. Química Inorgânica. 2. ed. Rio
de Janeiro: LTC, 1994.