Síntese e caracterização dos acetilacetonatos de Fe(III), Co (III), Cr(III) e Mn (III)

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO 
ISABEL CRISTINA DA SILVA PEREIRA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DO ACETILACETONATO DE 
COBALTO (III), FERRO (III), CROMO (III) E MANGANÊS (III) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Seropédica 
2016 
1. Introdução 
Compostos de coordenação ou complexos metálicos são compostos formados através de 
interações ácido-base de Lewis, onde o íon metálico do complexo atua como ácido, e os 
ligantes, como bases, ou seja, cada interação metal-ligante é realizada por dois elétrons, 
ambos cedidos pelo ligante. Os experimentos descritos a seguir consistem na 
complexação de Cobalto (III), Ferro (III), Cromo (III) e Manganês(III) com 
acetilacetonato. 
 
A acetilacetona é uma β-dicetona, que pode ser solubilizada em solução aquosa atuando 
como ácido fraco 
 
CH3COCH2COCH3 ⇄ H+ + CH3COCHCOCH3- 
 
 
O ânion resultante pode atuar como ligante de íons metálicos, formando complexos em 
que geralmente o metal está conectado ao ligante através dos dois oxigênios, formando 
um anel de seis membros.[1] Complexos metálicos de acetilacetonato são amplamente 
utilizados como catalisadores e co-catalisadores em muitas reações químicas, como 
oligomerização, polimerização, isomerização, hidrogenação e acoplamento.[2] 
 
 
A síntese do acetilacetonato e seus complexos é frequentemente simples devido à 
estabilidade do produto e a facilidade com que seus percursores são gerados em condições 
suaves. A maioria das cetonas tem um pKa elevado e necessita de bases fortes para 
desprotonação. Já as dicetonas (e outros compostos de dicarbonilo cujos dois grupos 
carbonilo são relacionados de modo 1,3), em contraste, possuem pKa baixos, podendo 
ser desprotonadas por bases como carbonato ou amoníaco. Quando um complexo de 
acetilacetonato com cátion metálico de carga 3+ é formado, o complexo eletricamente 
neutro possui algumas características que normalmente o associam a compostos 
orgânicos: As “conchas” de metil que rodeiam os átomos do metal são hidrofóbicas, 
conduzindo a alta solubilidade em compostos orgânicos. [3] 
 
 
 
2. Objetivo 
Sintetizar e caracterizar por espectroscopia de infravermelho o acetilacetonato de Cobalto 
(III), Ferro (III), Cromo (III) e Manganês (III) 
 
 
3. Procedimentos Experimentais 
 
3.1 Acetilacetonato de Cobalto (III) 
 
3.1.1 Materiais 
Erlenmeyer de 125 mL 
Proveta de 10,0 e 100,0 mL 
Pipeta graduada de 2,00 e 10,00 mL 
Kitassato 
Bechers 
Funil de Buchner 
Balança analítica 
Chapa de aquecimento 
Termômetro 
Agitador magnético 
Vidro de Relógio 
Espátula 
 
 
Papel de filtro 
Recipiente para banho de vapor 
Fita indicadora de pH 
Recipiente para banho de gelo 
Estufa 
 
Reagentes e Solventes: 
Peróxido de Hidrogênio 35% (g/100 mL) 
- H2O2 
Carbonato de Sódio anidro - Na2CO3 
Nitrato de Cobalto (II) hexaidratado - 
Co(NO3)2- 6H2O 
2,4 pentanodiona – Acetilacetona 
Água destilada
 
3.1.2 Preparo de reagentes utilizados: 
 
 Diluição de H2O2 de 35% a 10% (g/100 mL) 
Em bécher, adicionou-se 2,85 mL de H2O2 35% (g/100 mL) e 7.15 mL de 
água destilada. 
 
 Dissolução do Carbonato de Sódio 
Em bécher com 75 mL de água destilada, adicionou-se 4,00 g de Na2CO3 
e agitou-se até total diluição. 
 
 Síntese do Carbonato de Cobalto (II) 
Em bécher, solubilizou-se 22,5 mL de água destilada e 6,362 g de 
Co(NO3)2- 6H2O. A solução foi tratada com pequenas adições de Na2CO3 
até que de acordo com a fita indicadora, o pH estivesse entre 9,0 e 10,0. 
Adicionou-se então os 75mL de solução de Na2CO3 preparados, 
lentamente, até total precipitação do CoCO3, um precipitado 
primeiramente rosado, que adquire tons de roxo lentamente até se tornar 
uniforme, Após a precipitação, a solução de CoCO3 foi filtrada a vácuo, 
originando solução límpida e sal roxo notavelmente higroscópico. O sal 
obtido permaneceu em estufa a aproximadamente 90°C por 12 horas, 
triturado com a ajuda de almofariz e pistilo por duas vezes durante este 
período e então armazenado em recipiente hermético. 
 
3.1.3 Síntese do Acetilacetonato de Co (lll) 
 Em um erlenmeyer de 125 mL, adicionou-se 0,380g de CoCO3 e 3,00 mL de 
acetilacetona. A mistura foi aquecida por banho de vapor, em agitação e refluxo, a 90°C. 
Atingida esta temperatura, foram adicionados à mistura 4,5 mL de H2O2 10% (g/100 mL), 
utilizando cerca de 15 minutos para a total adição, sendo notado o surgimento de 
precipitado verde escuro. A mistura foi mantida nas mesmas condições pelos 15 minutos 
subsequentes, e ao término destes permaneceu em banho de gelo por 30 minutos. Após 
este período, a mistura foi filtrada à vácuo, originando solução límpida e composto verde 
escuro brilhante, seco em estufa por aproximadamente 45 minutos e armazenado em 
recipiente fechado. 
 
3.1.4 Reações: 
 Síntese do CoCO3 
Co(NO3)2 + Na2CO3 → NaNO3 + CoCO3 
 
 Síntese do Acetilacetonato de Cobalto (III) 
CoCO3 + 2 CH3COCH2COCH3 → CO2 + H2O + Co(CH3COCH2COCH3)2 
 
2Co2+ + H2O2 → 2 Co3+ + H2O 
 
2CoCO3 + 6 CH3COCH2COCH3 + H2O2 → 2Co(CH3COCH2COCH3)3 + 2CO2 
+ 4H2O 
 
 
 
3.2 Acetilacetonato de Ferro (III) 
 
3.2.1 Materiais 
Erlenmeyer de 125 mL 
Proveta de 10,0 mL 
Pipeta graduada de 10,00 mL 
Kitassato 
Funil de Buchner 
Balança analítica 
Chapa de aquecimento 
Termômetro 
Agitador magnético 
Vidro de relógio 
Espátula 
 
Papel de filtro 
Recipiente para banho de vapor 
Recipiente para banho de gelo 
 
Reagentes e Solventes 
Acetato de Sódio Anidro - CH3COONa 
2,4 pentanodiona – Acetilacetona 
Nitrato de Ferro (III) nonoidratado - Fe 
(NO3)3- 9H2O 
Metanol 
Água destilada 
 
 
 
 
3.2.2 Preparo de soluções utilizadas: 
 
 Dissolução do CH3COONa 
Em bécher, solubilizou-se 1,1g de CH3COONa em 3mL de água destilada. 
 Dissolução da acetilacetona 
Em bécher, adicionou-se 0,8 mL de acetilacetona e 5,0 mL de metanol. 
 
3.2.3 Síntese do Acetilacetonato de Fe(lll) 
Em erlenmeyer de 125 mL, dissolveu-se 1,0463 g de Fe (NO3)3- 9H2O em 5,0 mL de 
água destilada. Após 15 minutos, adicionou-se à solução a acetilacetona dissolvida em 
metanol, agitando continuamente a mistura, que adquiriu rapidamente tons de vermelho. 
Após 5 minutos, adicionou-se a solução de CH3COONa preparada, iniciando a 
precipitação do composto vermelho escuro. A solução foi rapidamente aquecida a 80°C 
e mantida nesta temperatura, refluxo e agitação durante 15 minutos. Ao final deste 
período, foi resfriada em banho de gelo e então filtrada a vácuo, resultando em solução 
escura marrom-avermelhada e composto vermelho escuro brilhante, seco ao ar. 
 
 
 
3.2.4 Reações: 
Fe 3+ + 3CH3COCH2COCH3 → 3 H+ + Fe(CH3COCHCOCH3)3 
3H+ + 3 CH3COO
- → 3 CH3COOH
 
 
 
3.3 Acetilacetonato de Cromo (III) 
 
3.3.1 Materiais 
 
Erlenmeyer de 125 mL 
Proveta de 100 mL 
Pipeta graduada de 2,00 mL 
Kitassato 
Funil de Buchner 
Balança analítica 
Chapa de aquecimento 
Termômetro 
Agitador magnético 
Vidro de relógio 
 
 
 
 
Espátula 
Papel de filtro 
Recipiente para banho de vapor 
 
Reagentes e Solventes 
Nitrato de Cromo (III) hexaidratado - 
Cr(NO3)3 – 6H2O 
Ureia 
Acetilacetona
3.3.2 Síntese do Acetilacetonato de Cromo (III) 
Verteu-se em um erlenmeyer de 125 mL 0,909 g de Cr(NO3)3 – 6H2O e dissolveu-se em 
25,0 mL de água destilada. Com a mistura em banho de vapor e refluxo, acrescentou-se 
3,00g de ureia, divididos em três porções com agitação contínua da solução e 1,75 mL de