Relatório 01

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Universidade Federal da Fronteira Sul- UFFS 	 Prof. Clovis Piovezan
Química Licenciatura Química Inorgânica II 
SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO QUÍMICA DO CLORETO DE HEXAMINONÍQUEL (II) E EVIDENCIANDO O EFEITO DO NÚMERO DE LIGANTES SOBRE A COR DOS COMPOSTOS DE COORDENAÇÃO
Thaís Cristina Cogo, 1413121005.
Química – Licenciatura, thaiscristinacogo@hotmail.com.
Materiais e Método
	Os experimentos foram separados em três procedimentos: a síntese do [Ni(NH3)6]Cl2, a caracterização do complexo [Ni(NH3)6]Cl2 e a evidência do efeito do número de ligantes sobre a cor dos compostos de coordenação. O primeiro procedimento utilizou de reagentes: hidróxido de amônio concentrado, cloreto de amônio sólido, cloreto de níquel hexa-hidratado, água destilada, etanol e éter. Os materiais: béquer (25 mL), proveta (25 mL), pipeta (5 e 10 mL), funil, papel filtro, barra magnética e chapa de aquecimento com agitação. 	
Para a síntese preparou-se uma solução amoniacal de cloreto de amônio utilizando hidróxido de amônio concentrado e cloreto de amônio sólido até saturar, depois completado com água em uma proveta de 25 mL. Em outro béquer pesou-se aproximadamente 2,0 g de cloreto de níquel hexa-hidratado e adicionado água enquanto agitava, após a dissolução adicionou-se gradualmente 10 mL de uma solução concentrada de hidróxido de amônio e percebe-se a mudança de coloração para azul, a reação era exotérmica e 5 mL da solução amoniacal de NH4Cl preparada anteriormente e deixado em repouso no gelo. Filtrou-se os cristais usando pequenas porções de etanol e éter, para secar foi utilizado a estufa por alguns minutos depois pesado e medido o rendimento. 
Utilizando o sólido sintetizado caracterizou-se o complexo [Ni(NH3)6]Cl2 preparando em um tubo de ensaio 5 mL da solução aquosa do complexo e separado em 3 tubos de ensaio iguais. Para o primeiro aqueceu-se a solução e medido o pH através de um papel tornassol vermelho, este mudando para azul definindo o caráter básico da solução.
	O segundo tubo de ensaio foi adicionado 3 gotas de dimetilglioxima precipitando na coloração vermelha. E o terceiro adicionou-se 3 gotas da solução de AgNO3 0,10 mol/L percebeu-se um precipitado branco. 
O último procedimento consiste em evidenciar o efeito dos números de ligantes sobre a cor dos compostos de coordenação. Para isto foi utilizado uma 15 mL da solução aquosa de cloreto de níquel separada em 5 mL em 3 béquer diferentes. O primeiro adicionou-se 5 mL de etilenodiamina, o segundo 10 mL e o terceiro 15 mL, percebeu-se que as colorações mudaram de verde claro para azul claro, azul escuro e roxo. Após a evidencia foi adicionado gotas de ácido clorídrico concentrado para restabelecer as ligações o primeiro 10 gotas, segundo 15 gotas e terceiro 20 gotas. 
Resultados e Discussão
Questionário Procedimento 1 e 2: 
Escreva todas as equações das reações que se passam na prática:
Obtenção do [Ni(NH3)6]Cl2 ;
NiCl2.6H2O(s) + 6NH3(aq) ([Ni(NH3)6]Cl2(s) + 6H2O(l)
Evidência da presença de Ni2+ na solução teste;
	[Ni(NH3)6]Cl2 + DMG ( [Ni(DMG)]2+ + 6NH3 + 2Cl-	
Percebe-se a formação de uma coloração vermelha, devido a troca de ligantes.
Evidência da presença de Cl- na solução teste;
[Ni(NH3)6]Cl2 + AgNO3 ( 2AgCl ↓ + [Ni(NH3)6]2+ + NO3-
Percebe-se a formação de um precipitado branco, ou seja, a presença do cloreto de prata (AgCl)
Evidência da presença de NH3 na solução teste;
[Ni(NH3)6]Cl2(aq) + Δ → NiCl2(aq) + ↑6NH3(g).
Ao aquecer a solução mudasse o pH para básico, evidenciando a presença de amônia.
Pesquise na literatura e apresente outras reações características que poderiam ser usadas para caracterizar as espécies químicas descritas no item “a”. 
As reações que serão descritas apresentam-se segundo Vogel (1981), 
Para caracterização do Ni2+, 
Solução de hidróxido de sódio, formando um precipitado verde de hidróxido de níquel (II):
Ni2+ + 2OH- ( Ni(OH)2↓
O precipitado é insolúvel em excesso de reagente. 
Solução de sulfeto de amônio, formando um precipitado preto de sulfeto de níquel:
Ni2+ + S2- ( NiS↓
Se for adicionado reagente em excesso formará uma solução coloidal de coloração marrom-escuro. 
Solução de cianeto de potássio, formando um precipitado verde de cianeto de níquel (II): 
Ni2+ + 2CN- ( Ni(CN)2↓
Para caracterização do Cl-, 
Com ácido sulfúrico concentrado: desprendimento de cloreto de hidrogênio
Cl- + H2SO4 (HCl ↑ + HSO4-
Com solução de acetato de chumbo: precipitado branco
2Cl- + Pb2+ ( PbCl2↓
Para caracterização do NH3, 
Com hexanitritocobaltato (III) de sódio, formando um precipitado amarelo de hexanitritocobaltato (III) de amônio:
3NH4+ + [Co(NO2)6]3-  (NH4)3[Co(NO2)6]↓
Com solução saturada de hidrogenotartarato de sódio, formando um precipitado branco de tartarato ácido de amônio: 
NH4+ + HC4H4O6- (NH4HC4H4O6↓
Supondo que o NiCl2.6H2O utilizado na reação de obtenção continha 15% de impurezas, qual a quantidade máxima, em gramas, de [Ni(NH3)6]Cl2 que poderia ser obtido?
NiCl2·6H2O = 237,59g/mol
[Ni(NH3)6]Cl2 = 231,67g/mol
Massa pesada= 2g (100%) – impurezas (15%) = 1,7g
nº de mols NiCl2·6H2O = 1.7g/(237.56 g/mol)=7,16 〖10〗3 mol
Equação,
NiCl2·6H2O(aq) + 6NH3(aq)( [Ni(NH3)6]Cl2(s) + 6H2O(l)
Rendimento máximo de [Ni(NH3)6]Cl2 em gramas = 231,67g/mol · 7,16x10-3mol = 1,66g
Qual o rendimento prático do processo quando se obtém apenas 1,0 g do composto?
NiCl2·6H2O = 237,59g/mol
[Ni(NH3)6]Cl2 = 231,67g/mol
Massa pesada= 2g (100%)
Para encontrar o nº de mols de NiCl2·6H2O temos,
Nº de mols de NiCl2·6H2O = 2.0g/237,56g/mol = 8,42x10-3mol
NiCl2.6H2O(s) + 6NH3(aq) ([Ni(NH3)6]Cl2(s) + 6H2O(l)
Rendimento máximo: 231,67g/mol. 8,42x10-3mol = 1,95g
Rendimento prático = 1,0g·(100%) / 1,95g = 51,3%
Quais as quantidades mínimas de NiCl2.6H2O 100% puro e de NH3(aq) 15 mol/L necessárias para se obter exatamente 20,0g do composto?
NiCl2·6H2O(aq) + 6NH3(aq) ( [Ni(NH3)6]Cl2(s) + 6H2O(l) 
NiCl2·6H2O = 237,59g/mol 
[Ni(NH3)6]Cl2 = 231,67g/mol 
NH3 = 17,03g/mol (x6) 
Densidade NH3 = 0,73 
Massa mínima = 20,0g · 237,59g/mol / 231,67g/mol = 20,5g de NiCl2.6H2O 100% 
Volume mínimo = 20,0g · 102g/mol / 231,67g/mol = 8,81g de NH3 
Densidade = massa/volume = 0,73 = 8,81/v = 12,07·v = 0,012 mL de NH3 15 mol/L
Após a separação dos cristais [Ni(NH3)6]Cl2 estes são lavados com álcool etílico e finalmente com éter. Pode-se substituir álcool etílico ou éter por água destilada? Explique.
Não, pois a polaridade do álcool e do éter é menor do que a da água, podendo assim retirar mais impurezas do analito. O éter e o etanol têm pontos de ebulição mais baixos que o da água, facilitando a secagem. A água também poderia solubilizar o composto, que não é solúvel em etanol e éter, assim consegue-se calcular o rendimento do mesmo.
Na obtenção do [Ni(NH3)6]Cl2 o procedimento manda usar cloreto de níquel (II) e amônia concentrada. Os frascos disponíveis estavam rotulados: cloreto de níquel hexahidratado e hidróxido de amônio concentrado. Os conteúdos destes frascos servem para esta reação? Em caso afirmativo, escrever a equação correspondente. Seria possível determinar o ponto de fusão deste complexo? Justifique sua resposta. 
Os conteúdos servem, pois conseguimos realizar o procedimento experimental com êxito. Visto que a massa inicial pesada foi 2,0054g, a massa do papel filtro foi 1,3156g e a massa final 2,7808g. Sendo assim, 
Massa final – massa do filtro = massa obtida
2,7808g – 1,3156g = 1,4792g
Para calcular o rendimento,
1,4792g.100%/1,95 = 75,86% de massa recuperada
Porém, não obtivemos um rendimento tão exato este que foi de 75,86%. Isso deve-se aos reagentes não serem concentrados, conterem impurezas e falhas do analista no momento da execução do experimento como manuseiodos cristais. De acordo com Constantino (2004), o ponto de fusão é um valioso critério de pureza da amostra, a presença de pequenas quantidades de impurezas provoca alterações neste ponto de fusão que é bem definido, diminuindo o mesmo, sendo este um indicio de que o composto não é altamente puro.
Questionário procedimento 3:
Quais conclusões podem ser obtidas com base nos resultados observados? Quais os produtos formados em cada caso?
As aminas atuam como bases de Lewis, ou seja, doando elétrons, e por sua vez o níquel, atua como ácido de Lewis, receptando elétrons para formar ligações com os ligantes.
Ao adicionarmos a etilenodiamina na solução de níquel hexahidratado, a ligação existente foi substituída por outra ligação entre o metal e os átomos de nitrogênio da etilenodiamina, deste modo, houve mais de um átomo com a disponibilidade eletrônica para efetuar ligações coordenadas, pois a etilenodiamina é um ligante bidentado.
A mudança da cor de verde para azul claro deve-se ao fato que o novo ligante substituiu dois ligantes aquo (H2O) na estrutura do complexo. Quando adiciona-se dois equivalentes do novo ligante, quatro ligantes aquo são substituídos, tornando a solução azul escuro. Quando houve a substituição total dos ligantes aquo a coloração se tornou roxa, indicando a formação do complexo [Ni(en)3]Cl2 (Cloreto de trisetilenodiamino Níquel (II), “conforme figura 1”.
Figura 1: Caracterização do complexo [Ni(NH3)6]Cl2 
Para C2H4(NH2)2 = en
[Ni(NH3)6]Cl2(s) + 6H2O(l) (NiCl2·6H2O(aq) + 6NH3(aq)
Solução verde (níquel hexahidratado)
Adição de 5 mL de Etilenodiamina (1 equivalente)
Adição de 10 mL de Etilenodiamina (2 equivalentes)
Adição de 15 mL de Etilenodiamina (3 equivalentes)
Em qual caso foi necessário utilizar mais ácido? Por quê?
Com a adição do ácido clorídrico concentrado, a solução será desprotonada, descoordenando o metal para posteriormente voltar à solução inicial, cloreto de níquel hexahidratado. No primeiro bécker foram adicionadas 10 gotas do ácido, no segundo foram adicionadas 15 gotas do ácido, e no terceiro foram adicionas 20 gotas do ácido, pode-se observar esse crescimento na quantidade de ácido adicionado a partir do número de ligantes na esfera de coordenação de cada solução. Ou seja, foi necessário adicionar mais ácido à solução que continha os três ligantes etilenodiamino.
Quais conclusões podem ser obtidas a partir dos dados experimentais?
Através desta análise podemos perceber que é possível formar novos complexos a partir de outros existentes, realizando a substituição de ligantes dos mesmos e que quando obtemos coloração diferenciada é uma evidência de uma nova molécula.
Conclusões
Portanto, os objetivos inicialmente traçados foram alcançados. O composto de estudo foi sintetizado, com um rendimento satisfatório para o estudante de 75,86%. O rendimento não exato pode ser explicado por perdas ocasionadas na filtração, na transferência dos conteúdos, na pipetagem, na pesagem, e também porque os reagentes não eram puros (continham impurezas). Pôde-se também observar a formação de diferentes complexos a partir do mesmo reagente, constatando a teoria proposta por Werner.
Referências Bibliográficas
CONSTANTINO, M. G.; SILVA, G. V. J. da; DONATE, P. M. Fundamentos de Química Experimental. Editora da Universidade de São Paulo – São Paulo, 2004. p. 98.
VOGEL, Arthur Israel. Química Analítica Qualitativa. 5.ed. rev. por G. Svehla; Mestre Jou - São Paulo, 1981. p. 292 a 295, 322 a 325, 355 a 358.
Relatório Experimental
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