Experimento 4 - Síntese do cloreto de hexauréiacromo(III) - Atividade

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Atividade – Química Inorgânica Experimental II
Lucas Raposo Carvalho – 23872 e Gabriel da Silva Dias – 24394
Prática 4: Síntese do cloreto de hexauréiacromo(III).
	1 – Calcule os valores de Δo para os dois compostos, composto precursor e o cloreto de hexauréiacromo(III) a partir de seus espectros. De acordo com esses valores responda qual dos ligantes é mais forte: água ou uréia? Justifique.
	Para o cálculo do valor do desdobramento do campo octaédrico (Δo ou 10Dq) para ambos os compostos, analisando o espectro de absorção espectroscópica, deveu-se considerar a banda de absorção de maior comprimento de onda (λ), logo, para o composto precursor (hexaaquocromo(III)), analisou-se a banda de comprimento igual a 610 nm, de acordo com o seguinte cálculo:
	No cálculo acima utilizou-se a relação entre a energia liberada por um elétron em uma transição eletrônica, que é igual à constante de Planck multiplicada pela frequência (que é igual à velocidade da luz dividida pelo comprimento de onda). Com os valores de constate e o comprimento de onda, calculou-se a energia, em erg e converteu-se para kJ/mol, utilizando o fator de conversão de erg para kJ/mol de 6,015.1016.
	Para o outro composto, utilizando o mesmo raciocínio e um valor de comprimento de onda de 621 nm, obteve-se um valor de energia de 192,65 kJ/mol.
	Como os valores obtidos de energia através dos cálculos acima correspondem à energia do 10Dq, observou-se que a energia liberada na transição do composto aquo é maior que a energia de transição do composto hexauréia, logo, o ligante H2O é de campo mais forte que o ligante NH2CONH2 (uréia), o que condiz com a literatura (disponível em: http://chemistry.bd.psu.edu/jircitano/Spectrochemical.pdf), que mostra o ligante uréia bem acima do ligante agua na série espectroquímica.
	A razão da atribuição “campo forte” e “campo fraco” para os ligantes se deve justamente ao desdobramento do campo octaédrico causado por cada tipo de ligante (forte ou fraco), no caso do ligante forte, o desdobramento gera um valor muito alto de 10Dq, tornando transições eletrônicas mais raras e envolvendo maior energia. No caso de ligantes fracos, o valor energético de 10Dq é baixo, tornando mais possível e, portanto, menos energéticas, as transições eletrônicas.
	No caso dos compostos analisados, a pouca diferença de coloração entre os compostos comprova a pouca diferença de energia de transição. Caso a energia de transição fosse muito diferente (trocando o ligante aquo por um ligante nitro, por exemplo), a região de absorbância do composto resultante seria muito diferente, comparado ao composto percussor, o que geraria uma aparente mudança de coloração (diferente energia gera um diferente comprimento de onda).
	2 – Observe os espectros eletrônicos para dois complexos (um octaédrico e outro tetraédrico) cujos íons centrais apresentam uma configuração nd1. Qual dos dois espectros deve ser o do complexo tetraédrico? Explique.
	De acordo com a TCC, o desdobramento do campo cristalino octaédrico gera um valor de 10Dq maior que o valor gerado pelo desdobramento tetraédrico, que equivale a, aproximadamente, 4/9 do valor de 10Dq do campo octaédrico. Seguindo essa linha de raciocínio, pode-se pensar que as transições eletrônicas em um complexo, cujo metal seja nd1, em um campo cristalino tetraédrico envolverá uma quantidade menor de energia, comparando ao campo octaédrico, logo, essa energia estará associada a um maior comprimento de onda.
	Esse raciocínio foi possível de ser estabelecido com base nos resultados da questão 1, onde um maior comprimento de onda gerou uma menor energia.
	Logo, o espectro do campo octaédrico deve ser o correspondente ao da letra a, que possui maior comprimento de onda e menor energia.
	3 – Calcule o rendimento da reação da síntese do cloreto de hexauréiacromo(III).
	A reação usada para calcular o rendimento é a seguinte:
	Considerando as massas molares de cada composto, temos que a massa molar da água é 18,02 g/mol, a da uréia (NH2CONH2) é de 60,06 g/mol e a do cromo é de 52,00 g/mol.
	Sendo assim, a adição de 1,3474 g do cloreto de cromo (CrCl3.6H2O) consiste na adição de 5,06.10-3 mols do composto, gerando 5,06.10-3 mols de Cr(III) em solução (coordenado).
	A adição de 1,8267 g de uréia corresponde à adição de 0,03 mols de uréia em solução. Considerando que 1 mol do complexo reage com 6 mols de uréia, percebe-se que a uréia é o reagente limitante. Logo, apenas 5,00.10-3 mols do complexo irão reagir.
	Como, no que diz respeito ao complexo, a reação é de proporção 1 para 1, deve-se obter 5,00.10-3 mols do complexo com uréia, o que equivale (de acordo com a massa molar de 412 g/mol) a 2,0618 g de complexo. Considerando a obtenção de 1,8588 g, o rendimento foi de 90,15%.