II Trabalho Química Inorgânica II

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II Trabalho Química Inorgânica II 
 
 
Nomes:___________________________________________Nota:_________ 
 
Instruções: 
O trabalho pode ser feito em dupla ou individual. 
Todas as questões matemáticas devem ter seus respectivos cálculos apresentados. Caso 
contrário a questão será considerada errada. 
O trabalho pode ser feito a lápis, porém o resultado deve ser expresso à caneta. 
Resultados sem a unidade correta serão considerados incorretos. 
O trabalho deve ser entregue no dia 17/11/2017 (sexta-feira) sem possibilidade de prorrogação. 
 
 
1) O fenômeno da supercondutividade foi descoberto em 1911 por 
Kammerlingh Onnes, em Leiden, Holanda. Ele foi o primeiro a conseguir a 
liquefação do gás hélio, que acontece em 4,2 K (aproximadamente -268 °C). 
Onnes estava pesquisando as propriedades de diversos metais em 
temperaturas extremamente baixas, colocando o material no banho de hélio 
líqüido. A descoberta da supercondutividade aconteceu por acaso, quando, em 
um desses experimentos, Onnes observou que a resistência do metal mercúrio 
caía inesperadamente a zero perto da temperatura de 4 K. Com essa 
descoberta, uma nova classe de condutores foi desenvolvida: os materiais 
supercondutores. A supercondutividade se converteria assim em um dos 
fenômenos físicos mais fascinantes e desafiadores do século XX. Kammerlingh 
Onnes ganhou o Prêmio Nobel de Física em 1913. 
Em um condutor normal (isto é, não supercondutor), uma corrente 
elétrica diminui rapidamente devido à resistência do material à passagem 
dessa corrente. Já os materiais supercondutores conduzem eletricidade com 
praticamente nenhuma resistência, nada da energia elétrica é perdida quando 
ela flui através de um supercondutor. Assim, em um supercondutor, uma 
corrente continuaria a fluir para sempre, porque nenhuma resistência lhe é 
oferecida. Isso representaria uma economia colossal, já que boa parte da 
energia gerada no mundo é perdida pela resistência. 
Um material supercondutor é aquele que apresenta, simultaneamente, 
duas propriedades: baixíssima (quase nula) resistência à passagem de 
corrente elétrica e diamagnetismo perfeito. 
Até 1986, todos os supercondutores conhecidos eram metais puros, 
ligas metálicas, compostos intermetálicos e semicondutores dopados, entre os 
quais a mais alta temperatura crítica era associada ao Nb3Ge (TC = 23 K ou -
250 °C). Esses materiais são conhecidos como supercondutores de baixa 
temperatura crítica, ou LTS (da sigla em Supercondutores inglês low-
temperature superconductor). A partir daquele ano, a evolução do valor de TC 
mostra uma variação abrupta, em função da descoberta, realizada por Bednorz 
e Müller nos laboratórios da IBM em Zurique (Suíça), dos supercondutores a 
base de Lantano, La2-xBaxCuO4. Esses materiais são conhecidos como 
supercondutores de alta temperatura crítica, ou HTS (da sigla do inglês high-
temperature superconductor). Esses pesquisadores obtiveram, naquele mesmo 
ano, o Prêmio Nobel de Física por essa fantástica descoberta. 
 
 
 
Com base nessas informações responda: 
 
a) (0,2 ponto) De forma geral, um complexo seria um melhor supercondutor se 
apresentasse campo forte ou de campo fraco? Justifique. 
 
b) (0,2 ponto) Indique um ligante da série espectroquímica que poderia compor 
de um supercondutor. Justifique usando a TOM. 
 
c) (0,2 ponto) Entre os íons Co+2, Na+, Fe+2, Ti+, Co+3 e Cr+, qual poderia 
melhor para formar um supercondutor? 
 
d) (0,4 ponto) Usando as respostas dadas nas letras anteriores proponha um 
complexo que poderia ser testado como supercondutor. Monte o seu diagrama 
de energia com base na TCC. 
 
 
2) As águas residuais de plantas têxteis e fabricação de tinta têm despertado 
grande interesse na comunidade científica porque estas indústrias são os 
maiores consumidores de água e produtos químicos nos seus processos. Além 
disso, estas águas residuais apresentam elevada coloração, turbidez, odor 
forte, e contém cargas elevadas de substâncias químicas orgânicas e tóxicas, 
tais como agentes tensoativos, bactericidas, óleos, solventes, e agentes 
conservantes. 
A liberação destes efluentes diretamente nos corpos de água pode dar 
origem à instabilidade ecológica grave, uma vez que a presença de cor impede 
a passagem da luz do sol, evitando assim a fotossíntese das plantas aquáticas, 
que por sua vez leva ao esgotamento do oxigênio dissolvido. Mesmo a mera 
presença destas substâncias tóxicas em corpos de água pode causar a morte 
de vários organismos vivos. 
Em 2015, Manenti e colaboradores realizaram um estudo sobre um 
processo de tratamento de efluente para a indústria têxtil, empregando 
complexos de ferro (III) ligado a diferentes agentes orgânicos (ácido oxálico e 
EDDS). A adição dos ligantes orgânicos aumentou significativamente a 
eficiência do tratamento, evitando a formação de poluentes complexos de ferro. 
A atividade catalítica dos complexos de ligantes de ferro aumentou na seguinte 
ordem: Fe(III)-EDDS < Fe(III)-citrato < Fe(III)- oxalato. Todos os ligantes 
contribuíram para uma descoloração efetiva do resíduo, entretanto, as maiores 
eficiências foram obtidas pelo uso do Fe(III)-oxalato como ligante. 
 
a) (0,2 ponto) Qual a fórmula molecular do íon complexo que apresentou maior 
eficiência? (considere que este é octaédrico) 
 
b) (0,2 ponto) Utilizando a TCC, monte o diagrama de energia para o íon 
complexo mais eficiente. 
 
c) (0,2 ponto) Este complexo é de campo forte ou fraco? Justifique segundo a 
TCC. 
 
d) (0,2 ponto) Qual o comportamento magnético deste complexo? 
 
e) (0,2 ponto) Utilizando a TLV, monte diagrama de quadrículas para o 
complexo mais eficiente no tratamento de efluentes. O resultado para o 
comportamento magnético deste complexo foi diferente entre a TLV e TCC? 
 
 
3) Os seguintes complexos [Co(NH3)6]
+2 e [Co(OH2)6]
2+ transmitem as seguintes 
cores, amarela e azul (cor enxergada). Com base nisto responda: 
 
a) (0,6 ponto) Utilizando a TCC, monte o diagrama de energia para os 
complexos 
b) (0,2 ponto) Calcule as EECC para os dois complexos. 
 
c) (0,2 ponto) Associe as cores aos complexos. Justifique a sua escolha. 
 
 
4) (0,5 ponto) Usando a TOM, monte o diagrama de energia do sistema sigma 
e π para o seguinte complexo [Fe(CN)6]
-4 e responda: 
 
a) (0,2 ponto) Sobre o comportamento magnético deste complexo. 
 
b) (0,3 ponto) Calcule as ordens de ligação do sistema π e sigma.