Experimento 2 - Susceptibilidade magnética - Atividade

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QUÍMICA INORGÂNICA EXPERIMENTAL II
LABORATÓRIO – PROPRIEDADES MAGNÉTICAS DE COMPOSTOS DE COORDENAÇÃO.
	Objetivo: Medir a susceptibilidade magnética de alguns metais de transição.
	Alunos: Lucas Raposo Carvalho (23872) e Gabriel da Silva Dias (24394).
	Dados experimentais:
	- Massa da amostra + tubo: M (amostra + tubo) = 1,1616 g
	- Massa do tubo: M (tubo) = 0,8165 g
	- Altura da amostra: h (amostra) = 3,65 cm
	- Valores de R0: R0 (x1) = -035 e R0 (x10) = -003
	- Valor de R com a amostra: R (x10) = 747
	- Composto utilizado: MnSO4.H2O
	Com os dados obtidos acima, utilizou-se a seguinte fórmula para calcular a susceptibilidade magnética (em massa), através da Balança de susceptibilidade magnética modelo MSB Mk1):
	Equação 1: Susceptibilidade magnética experimental de uma material:
	Com os valores obtidos, procedeu-se à resolução da equação 1, a fim de obter-se o valor de χg:
	Para prosseguir aos cálculos que conduzirão ao número de elétrons desemparelhados do metal utilizado (manganês – Mn2+), foi necessário encontrar a susceptibilidade magnética molar do composto, de acordo com a seguinte fórmula:
	Equação 2: Susceptibilidade magnética molar de um material:
	Com o valor da massa molar do composto (igual a 169,015925 g/mol), obteve-se o valor da susceptibilidade molar:
	O valor descrito acima é a susceptibilidade magnética molar do composto usado, mas o objetivo é saber o número de elétrons desemparelhados apenas do metal envolvido, logo, deve-se desconsiderar as contribuições diamagnéticas de outros compostos (no caso, o ânion sulfato e a água), originando a seguinte equação:
	Equação 3: Susceptibilidade magnética molar de um metal central:
	Considerando os valores de contribuição diamagnética molar de íons e átomos (em 10-6 CGS), obtém-se que o seu valor para o ânion sulfato é de -40 e para a água é de -13. Logo, se obtém, através da equação 3, um valor de 0,013354154 para a susceptibilidade magnética do metal central (Mn2+).
	O próximo passo é descobrir o momento magnético efetivo do metal, que é expresso na seguinte equação:
	Equação 4: Momento magnético efetivo:
	Sendo que T é a temperatura na qual o experimento foi realizado, em Kelvin (296 K).
	Considerando os dados obtidos, procedeu-se aos cálculos:
	Para o cálculo do número de elétrons desemparelhados, utilizou-se a seguinte equação, baseada no momento magnético efetivo:
	Equação 5: Cálculo do número de elétrons desemparelhados, utilizando o momento magnético efetivo:
	Com o valor obtido para o momento magnético efetivo, prosseguiu-se aos cálculos:
	Após obter a equação do segundo grau correspondente, a sua resolução leva a dois possíveis valores de n, como mostrado abaixo:
	O número de elétrons desemparelhados do manganês (Mn2+) é, realizando o arredondamento, igual a 5. Isso corresponde com a teoria pois, de acordo a tabela periódica, a configuração eletrônica do manganês é [Ar]4s23d5. Logo, a espécie catiônica Mn2+ terá configuração [Ar]3d5 e, como os orbitais d são 5 no total e, de acordo com a regra de Hund (que diz que elétrons em orbtais degenerados tendem a ficar todos, primeiramente, desemparelhados, para poderem se emparelhar), o Mn2+ possui, realmente, um total de 5 elétrons desemparelhados.