Relatorio revisado

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Universidade Federal de Lavras 
Departamento de Química 
GQI116 – Química Inorgânica 
Experimental II 
 
 
 
 
 
 
SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE: 
[Ni(NH3)6]Cl2 E [Ni(en)3]Cl2.2H2O 
 
 
 
 
FLÁVIO ANDRADE FARIA - 201611103 
ROBERTA CASTRO MARTINS - 201611099 
 
 
 
 
 
 
 
 
LAVRAS – MG 
30/10/2017 e 13/11/2017 
 
INTRODUÇÃO 
A estrutura que compõe um complexo metálico compreende uma reação ácido-
base de Lewis. Nessas estruturas, caracteriza-se por átomo central o metal em questão, 
que receberá o par de elétron do ligante, atuando como um ácido de Lewis. 
Paralelamente, o ligante, que realizará as ligações covalentes dativas ou coordenadas, ´e 
classificada como a base de Lewis no sistema (BROWN, 2005). 
A teoria do campo cristalino – TCC, foi proposta por Bethe e van Vleck. Nela 
considerou-se que as atrações existentes entre as bases e ácidos de Lewis, nos 
compostos de coordenação, eram de ordem eletrostática ou interação dipolo-dipolo. 
Nesse sentido, as estruturas confeririam maior ou menor estabilidade dependendo da 
característica do ligante. 
Segundo ROCHOW (1960), sabe-se que ”o metal níquel é dúctil e resistente à 
corrosão. Ocorre na natureza em combinação com arsênio, antimônio e enxofre. 
Apresenta condutividade elétrica e térmica elevadas. Em solução aquosa o estado de 
oxidação +2 é o mais importante, sendo pouco comuns as reações de oxidação de +2 
para +3.” Contudo, como outros íons metálicos, o N i2+ em solução apresenta-se 
coordenado a moléculas de água, em uma geometria octaédrica, ocorrendo a formando o 
íon complexo [Ni(H2O)6] 
2+, de cor verde. 
A obtenção do [Ni(NH3)6]Cl2 pode ser feita através de uma reação de substituição 
entre a amônia concentrada e solução de cloreto de níquel(II) na presença de cloreto de 
amônio. 
O cloreto de hexaaminoníquel(II), [Ni(NH3)6]Cl2, é um sólido de cor azul-violeta, 
apresentado cristais com estrutura cúbica, paramagnetismo, solúvel em água e em 
solução aquosa de amônia, mas insolúvel em amônia concentrada, álcool etílico e éter. 
”Este complexo decompõe-se pelo aquecimento, liberando NH3(g) e transformando-se 
em um sólido de cor verde. O mesmo acontece com sua solução aquosa, que muda de 
azul-violeta para verde com o aquecimento.” (VOGEL, 1981). 
Posteriormente, a partir do íon metálico de Níquel (II) pode-se sintetizar 
inúmeros cristais-complexos, dentre eles se dá ênfase no complexo de cloreto de tris-
etilenodiaminaníquel (II) di-hidradato ([Ni(en)3] Cl2.2H2O). A sua síntese será realizada 
mediante mudança de ligantes, no caso, a partir do complexo entre níquel e amônia. Um 
exemplo de ligante quelato é a etilenodiamina (en=H2NCH2CH2NH2): 
 
Estrutura 1-Estrutura da Etilenodiamina 
J. D. Lee (2008) explica que a Teoria do Campo Cristalino supõe que todos os 
orbitais d do metal, estando degenerados, apresentam a mesma energia, mas esse caráter 
degenerado é eliminado com a aproximação do ligante e a formação do complexo, 
formando orbitais com energias diferentes. Esse desdobramento é chamado de . 
Através de análises de espectros verificou-se que os ligantes que provocam um pequeno 
desdobramento são denominados ligantes de campo fraco. Já os ligantes que provocam 
um grande desdobramento, são os ligantes de campo forte. Assim, foi possível construir 
uma série espectroquímica dos ligantes mais comuns. 
• De acordo com a natureza do ligante. 
I- < Br- < S2- < SCN- < Cl - < N3 
- , F- < uréia, < ox, O2- < H2 O < NCS
- < < py, NH3 
< en < bpy, phen < NO2 < CH3 
- , C6 H5 
- < CN- < CO (CAMPO FORTE) 
• De acordo com a identidade do metal. 
Mn+2 < Ni+2 < Co+2 < Fe+2 < Co+3 < Mo+3 < Rh+3 < Ru+3 < Ir+3 < Pt+4 (CAMPO 
FORTE) 
A ordem de grandeza da diferença de energia e, consequentemente, da cor do 
complexo depende tanto do metal como dos ligantes que estão ao seu redor. Quanto 
mais forte for o ligante, mais forte será a coloração visualizada. Já se o ligante for de 
campo fraco, este possuirá uma coloração mais fraca (BROWN, 2005; LEE, 2008). 
No caso de ligantes polidentados, há o efeito quelato que torna o complexo mais 
estável. Segundo Atkins e Shriver (2008), “A reação de quelação resulta em um 
aumento no número de moléculas independentes em solução”, e também que esse efeito 
pode ser explicado pela diferença na entropia em reações com ligantes polidentados e 
ligantes monodentados em soluções diluídas, os ligantes polidentados apresentam uma 
entropia de reação mais positiva. 
 
OBJETIVO 
Obtenção dos complexos [Ni(NH3)6]Cl2 e [Ni(en)3]Cl2.2H2O e posteriormente 
caracterização dos mesmos, comprovando que as sínteses foram realizadas com sucesso. 
Sintetizar e caracterizar o complexo cloreto de tris- etilenodiaminaníquel (II), 
cuja fórmula é [Ni(en)3] Cl2, a partir da reação entre cloreto de hexaminoníquel (II) 
([Ni(en)3] Cl2) e amônia etilenodiamina 98%. 
 
 
PARTE EXPERIMENTAL 
• Obtenção 
A) Preparo da solução amoniacal: 
Mediu-se 10 mL de NH4OH concentrado e se colocou em um becker. Logo após, 
dissolveu-se, pouco a pouco, NH4Cl e se transferiu para uma proveta e completou-se o 
volume com 20 mL de NH4OH. Deixou-se em repouso até o momento de uso, tampado 
com um vidro de relógio. 
B) Obtenção de [Ni(NH3)6]Cl2: 
Pesou-se 1g de NiCl2.6H2O e se colocou em um Becker pequeno. Adicionou-se 
água destilada gota a gota, em quantidade mínima, e com agitação até dissolver todo o 
sal. Logo após, adicionou-se gradualmente 5 mL de solução concentrada de amônia. 
Esfriou-se a solução em água corrente e adicionou-se 2 mL da solução amoniacal 
preparada em aula. Deixou-se em repouso por 15 minutos em banho de gelo. 
Filtrou-se os cristais obtidos utilizando filtração à vácuo. Lavou-se os cristais 
utilizando 5 mL de NH4OH concentrado, pequenas porções de álcool anidrido e de éter. 
Deixaram-se os cristais secarem. 
• Caracterização 
A) [Ni(NH3)6]Cl2: 
Preparou-se uma solução aquosa do complexo para caracterizar os componentes do 
produto obtido. 
B) Ni2+(aq): 
Em um tubo de ensaio se adicionou 10 gotas da solução de complexo. Aqueceu-se a 
mesma em banho-maria, e ao mesmo tempo colocar um papel tornassol vermelho 
umedecido na boca do tubo de ensaio. 
Esfriou-se a solução em água corrente e logo após se adicionou 3 gotas de solução 
alcóolica de dimetilglioxima (DMG) e observou-se. 
Após resultado observado, adicionou-se 9 gotas de solução 3M de HNO3. Observou-
se o resultado. Adicionou-se NH4OH concentrado e se observou. 
C) Cl-: 
Colocou-se 5 gotas da solução estoque em um tubo de ensaio e se adicionou ao 
mesmo 3 gotas de solução de AgNO3 0,10 molL
-1, observou-se e deixou em repouso. 
Após desprezar o sobrenadante, adicionou ao resíduo, 10 gotas de NH3 e observou-
se o resultado. Em seguida, acidulou-se o meio com HNO3 3M, observou-se e se 
verificou a acidez do meio com papel tornassol azul. 
D) NH3: 
Adicionou-se 5 gotas de solução estoque em um tubo de ensaio e se aqueceu em 
banho-maria. Aproximou-se à boca do tudo de ensaio papel tornassol umedecido com 
água e se observou. 
• Síntese e caracterização [Ni(en)3]Cl2.2H2O 
Diluiu-se 0,213g de ([Ni(en)3] Cl2.2H2O em 1mL de água destilada, a solução 
apresentou coloração azul escura/violeta. Uma vez com a solução em mãos 
adicionou-se 0,2 mL de etilenodiamina 98%. A solução imediatamente mudou sua 
coloração, passando a uma púrpura característica, indicando uma possível reação de 
substituição de ligantes. 
Posteriormente, cristalizou-se o composto sintetizado, evaporou-se a solução 
formada a um volume de 0,5mL em banho-maria. A formação dos cristais ficou 
evidente no segundo momento, do qual retirou-se o béquer dobanho-maria e o levou 
para banho de gelo, durante 10 minutos. 
O terceiro passo visou a filtração e secagem desses cristais, para finalização da 
síntese. Os cristais foram levados à bomba de vácuo, sendo lavados com porções de 
éter e álcool. 
RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 Quanto à caracterização do Ni2+(aq), quando se aqueceu a solução, verificou-se 
que havia liberação de NH3(g) quando se aproximou o papel tornassol vermelho da boca 
do tubo de ensaio. Sendo assim a solução passou de azul violeta para azul esverdeado, e 
o meio estava básico. 
 
[Ni(NH3)6]Cl2(aq) NiCl2.6H2O(aq) + 6NH3(g) 
 
Observou-se que após a adição de DMG a solução passou de uma coloração azul 
esverdeada para rosa avermelhada. Isso se deve ao fato desse ligante bidentado se ligar 
ao níquel pelos dois nitrogênios presentes na estrutura em pH básico, segundo a reação 
a seguir: 
 
Com a adição de HNO3, houve a total dissolução do complexo rosa 
avermelhado, havendo novamente a formação da dimetilglioxima e um complexo 
solúvel de níquel. Isso se dá devido a extrema dificuldade de DMG complexar metais 
em meio ácido. Assim, a solução passou de uma coloração rosa avermelhada para 
transparente turva. 
Ao realizar os testes de caracterização do Cl-, observou-se que ao se adicionar 3 
gotas de solução de AgNO3 0,10 molL
-1 à solução estoque houve a formação de um 
precipitado branco o AgCl, pois o mesmo é pouco solúvel em solução aquosa com pH 
quase neutro. Mas ao adicionar amônia ao precipitado ocorreu a solubilização do AgCl, 
ocorrendo a formação de [Ag(NH3)2]Cl. Logo após, com a adição do HNO3, houve a 
formação do precipitado AgCl novamente e se identificou a acidez com o papel 
tornassol, que mudou a coloração de azul para vermelho. 
Cl- + AgNO3 ⇄ AgCl (s) 
AgCl + 2NH3 ⇄ [Ag(NH3)2]Cl (aq) 
[Ag(NH3)2]Cl + 2HNO3 ⇄ 2NH4NO3 (aq) + AgCl (s) 
Ao aquecer a solução estoque e colocar um papel tornassol azul umedecido 
próximo ao tubo de ensaio, verificou-se a mudança na coloração de vermelho para azul, 
caracterizando a presença de amônia na solução. 
NH3 (g) + H2O → NH4OH 
Quanto ao rendimento, utilizou-se a quantidade de NiCl2.6H2O como peso final 
do complexo obtido, pois o mesmo estava ainda úmido em tempo de aula. 
Massa inicial de NiCl2.6H2O: 1,027 g 
MM NiCl2.6H2O: 237,70 g 
Massa final de [Ni(NH3)6]Cl2: 1,027 g 
MM [Ni(NH3)6]Cl2: 231,79 g 
1,027 g . (1 mol / 237,70 g) = 0,0043 mol de NiCl2.6H2O 
0,0043 mol de [Ni(NH3)6]Cl2 
0,0043 mol . 231,79 g / 1 mol = 1 g 
 
η (%) = 1,027 g / 1 g . 100% = 100% 
 
A caracterização do composto hexaaminoníquel (II) foi feita, também, a partir da 
utilização das técnicas de FTIR e UV-Vis. Dados os espectros 1 e 2, referentes aos 
espectros de FTIR dos compostos cloreto de níquel e cloreto de hexaaminoníquel (II), 
observa-se primeiramente a semelhança existente das bandas próximas a 3500 cm−1 e 
2400 cm−1 . Essas bandas evidenciam as semelhanças entre as moléculas, no caso a 
presença do níquel e cloro. As bandas do intervalo de 1300 a 1700 cm-1, presente 
somente no espectro do complexo, indicam as deformações nas ligações com amônia. 
Outra caracterização do composto foi feita a partir dos seus espectro de UV-Vis. 
Na molécula de NiCl2 o espectro indica picos próximos a 750 nm, a consequência é 
justamente a coloração observada: o verde, isso indica que a cor do complexo vai de 
encontro com as observações feitas. 
O segundo composto, [Ni(NH3)6]Cl2, apresenta picos próximos a 600 nm. Por 
consequência a coloração do complexo será azul, o que se observa na prática. 
Δ0 (NiCl2) = 6,63.10^-34x (3.10^8/750.10^-9)x 6,02.10^23 =159,462 KJ/mol 
Δ0 ([Ni(NH3)6]Cl2) = 6,63.10^-34x (3.10^8/600.10^-9)x 6,02.10^23 =199,503 KJ/mol 
 
Figura I: Composição dos espectros de FTIR e UV-Vis do NiCl2 e do ([Ni(NH3)6]Cl2. Fonte: Própria. 
Para realização da síntese do [Ni(en)3]Cl2.2H2O, preparou-se uma solução 
aquosa de cloreto de hexaaminoníquel (II) pesando-se 0,213g do composto e 
dissolvendo-o em 1mL de água, obtendo-se uma solução de coloração azul escuro, cujo 
cálculo de concentração se encontra abaixo: 
 
A seguir, tem-se a reação de dissolução do complexo: 
 
Posteriormente, com o objetivo de preparar o complexo cloreto de 
tris(etilenodiamino) níquel (II) diidratado, foi adicionado 0,2 mL de etilenodiamina à 
solução anterior, resultando em uma solução de coloração púrpura. Este composto é 
adicionado para que haja a reação de complexação por meio da troca de ligantes de 
amônia por ligantes de etilenodiamina. 
 
Para fins de verificação da ocorrência da reação de complexação, pode-se 
realizar o aquecimento da solução, com o intuito de verificar o desprendimento de 
amônia através do papel tornassol vermelho ou um bastão de vidro com HCl próximo a 
solução aquecida. Caso o papel tornassol ficasse azul ou a superfície da extremidade do 
bastão de vidro ficasse com coloração branca, tinha-se a confirmação de que a amônia 
estava sendo desprendida e a reação com a etilenodiamina estava ocorrendo. 
Sabe-se que a reação de complexação com a etilenodiamina é favorável, haja 
visto que, esta é um ligante bidentado e forma com o íon Ni2+ o complexo [Ni(en)3]2+ 
que é mais estável que o complexo [Ni (H2O)6]2+ (SHRIVER, D. F,2008). Tem-se que 
a entropia do sistema aumenta mais no caso de complexação com etilenodiamina 
coordenada do que complexação com amônia, sendo que o complexo formado possuí 
arranjo octaédrico. 
Após, levou-se a solução à banho-maria, a fins de evaporação do sobrenadante, 
em que, após o processo resta- ria no fundo do recipiente os cristais do complexo. Em 
seguida, o béquer foi transferido para banho de gelo, cuja finalidade era a de formação 
do complexo. A gota de etilenodiamina adicionada era para que houvesse ligantes em 
excesso, para assegurar o rendimento da reação. 
Posteriormente, em processo de filtração a vácuo, lavou- se os cristais com duas 
porções de etanol e uma de éter, haja visto que estes são compostos orgânicos, 
auxiliando na diminuição da solubilidade e formação dos cristais. O sistema de vácuo 
foi deixado em funcionamento a fins de secagem do complexo. Depois de seco, este foi 
pesado e armazenado. 
Para realização da caracterização do [Ni(en)3] Cl2.H2O, obteve-se os espectros 
de UV-vis e de FTIR do [Ni(NH3)6]2+, da etilenodiamina e do complexo obtido. 
Segundo (OLIVEIRA, 2010), no espectro eletrônico de complexos octaédricos de Ni2+ 
são esperadas três bandas devidas as transições d-d permitidas por spin. Além disso, o 
ligante etilenodiamina desdobra mais fortemente o campo ligante, ou seja, aumenta a 
energia da transição eletrônica para os complexos que o têm como ligante. Abaixo se 
encontra os espectros UV-vis do complexo com amônia e do complexo com 
etilenodiamina. 
 
Tem-se que, na Figura 2, o espectro do complexo com amônia apresenta picos 
próximos a 600 nm, indicando a sua coloração azul. No entanto, se analisarmos a 
Figura 3, que nos mostra o espectro do complexo com etilenodiamina, tem-se que este 
apresenta picos próximos a 550nm, indicando a coloração violeta, correspondente ao 
complexo com o ligante substituinte. Se estabelecermos uma comparação entre os dois 
espectros, podemos afirmar que estes reafirmam que o objetivo desta prática foi 
contemplado. 
 
Logo, se estabelecermos uma comparação entre os espectros de FTIR (Figuras 5 
e 6), iremos perceber que estes apresentam algumas bandas finas em 1566 cm−1, 
1035cm−1, 1500 cm−1, referentes a deformação angular de grupos funcionais CH3 e 
CH2 em decorrência da cadeia carbônica da etilenodiamina. Entretanto, estes 
apresentam uma banda larga entre 2920- 3012 cm−1 na Figura 4,e 3250-3350 cm−1 na 
Figura 5. A primeira se deve a bandas características de ligações N-H, presente no 
etilenodiamina. Já a segunda sinaliza bandas características de ligação O-H, devido ao 
fato do complexo formado ser diidratado. Assim, temos que ambos os espectros 
sinalizam a presença da etilenodiamina, sendo que o segundo reafirma que o objetivo 
desta prática foi contemplado. 
 
 
 
 
 
Em relação a estabilidade dos complexos, abaixo se encontra o cálculo de 
desdobramento do campo ligante: 
Complexo com etilenodiamina: 
 
Complexo com amônia 
 
Sabe-se que, pelo efeito quelato, a etilenodiamina forma complexos mais 
estáveis. Contudo, também pelo cálculo de desdobramento do campo cristalino, sabe-se 
que seu valor é diretamente proporcional a estabilidade do complexo. Assim, pode-se 
afirmar que o complexo com etilenodiamina é mais estável do que com amônia. 
 
 
 
 
 
CONCLUSÃO 
Dado o objetivo da prática, síntese do composto cloreto de hexaaminoníquel (II), 
pode-se afirmar que foram atingidos. Para tal afirmação, foram feitos alguns testes de 
confirmação, que serviram de base para comprovar que o composto sintetizado era, 
realmente, o composto almejado. 
O níquel foi caracterizado com o complexante dimetilglioximato, o cloreto, com 
nitrato de prata e amônia com testes de tornassol vermelho. Ainda na prática, 
contemplou-se a utilização dos espectros FTIR e UV-Vis que puderam auxiliar no 
processo de confirmação ao passo que apresentaram as bandas de amônia (FTIR) e 
coloração dos compostos (UV-Vis). 
A análise por mais que aparente caráter quantitativo, foi qualitativa, ao passo 
que os procedimentos realizados tinham por objetivo notar alterações visuais. A ideia é 
comprovada pelo fato de que o rendimento foi feito em base de 100%, o que na prática é 
pouco provável de ter acontecido. 
Tem-se que a síntese do complexo de cloreto de tris(etilenodiamino) níquel (II) 
foi bem-sucedida já que, por métodos de caracterização, o espectro de infravermelho e 
FTIR demonstraram que a substancia isolada foi o complexo. 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
ATKINS, P. W.; SHRIVER, D. F. Química Inorgânica. 4. ed. Porto Alegre: Editora 
Bookman. 2008. 
BROWN, T.L., et. al. Química a ciência central. 9ª Ed. São Paulo. Pearson, 2007. 972p. 
LEE, John David. Química Inorgânica não tão concisa. 7. ed. São Paulo: Editora Edgard 
Blücher, 2008. 
ROCHOW, E. G. Inorganic Syntheses, v. 6. McGrawHill, New York. 1960. 
VOGEL, A.I.; BASSETT, J. Análise Inorgânica Quantitativa: incluindo análise 
instrumental elementar. 4a ed. Rio de Janeiro: Guanabara Dois, 1981. 690p. 
SHRIVER & ATKINS. Química Inorgânica. 4 ed. Guanabara Koogan, 2008.