Exp 3 Preparaçao do cloreto de pentaminclorocobalto III

Prévia do material em texto

Maringá, 20 de abril de 2018 
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ 
Centro de Ciências Exatas 
Departamento de Química 
 
 
 
 
 
 
 
 
PREPARAÇÃO DO CLORETO DE 
PENTAMINCLOROCOBALTO (III) 
 
 
 
 
 
 
 
 
Acadêmicos: Camilla C. O. Utumi RA: 99562 
 Daíse Miranda Ávila 94364 
 Nathália da Silva Malaco 99330 
Curso: Química Bacharelado 
Disciplina: Química Inorgânica Experimental I 
Docente: Eduardo Radovanovic 
1. Introdução 
A estabilidade de um complexo depende da diferença de energia entre os 
reagentes e produtos. Um composto estável terá uma energia consideravelmente menor 
em seus possíveis produtos. A labilidade de um composto depende da diferença de 
energia entre o composto e o complexo ativado. Se sua energia de ativação é grande, a 
reação será lenta. Essas propriedades permitem que os compostos de coordenação 
sofram de reações de substituição de ligantes, adição, dissociação e redox. 
1.1 Reação de Adição 
Na reação de Adição, ocorre um acréscimo do número de ligantes, geralmente em 
metais com um baixo número de coordenação inicial. Como o exemplo da figura 1.1.1 
 
 
 
 
Figura 1.1.1 - Exemplo de Reação de adição onde os orbitais d vazios do cobre 
interagem com os orbitais p do nitrogênio para formar uma nova ligação. 
1.2 Reação de Dissociação 
Na reação de dissociação ocorre um decréscimo do número de ligantes e, algumas 
vezes, do número de coordenação. 
Figura 1.2.1 – Exemplo de reação de dissociação em que número de 
coordenação é diminuido, formando um complexo tetraédrico. 
 
1.3 Reação de Substituição de ligantes 
Esse tipo de reação pode ocorrer pelo mecanismo dissociativo, associativo ou 
intertroca. No mecanismo dissociativo, há primeiramente a saída de um ligante, formando 
um complexo com menor número de coordenação, possibilitando a entrada de outro 
ligante. Esse tipo de reação é favorecida pelo efeito estérico dos seus ligantes, como 
ilustra a figura 1.3.1 
Figura 1.3.1 – Substituição do ligante amônia por uma molécula de água 
favorecida pela diminuição do efeito estérico. 
Na reação de associação, o complexo intermediário possui um número de 
coordenação maior do que o inicial, pois possibilita a entrada de um ligante antes da 
saída de outro, como mostra a figura 1.3.2. 
Figura 1.3.2 – Exemplo de reação associativa. 
1.4 Reação Redox de Compostos Coordenados 
As reações de redox envolvem mudanças no estado de oxidação do íon central. 
Podem ocorrer por dois mecanismos, o de esfera interna e o de esfera externa. No 
primeiro, ocorre a troca de elétrons pelo ligante. No segundo a troca de elétrons ocorre 
de forma direta, como a figura 1.4.1. 
 
Figura 1.4.1 – Demonstração dos mecanismos de esfera interna e externa. 
 
2. Objetivo 
O objetivo da prática consiste na preparação do cloreto de 
pentaminclorocobalto(III) a partir do nitrato de pentamincarbonatocobalto(III) para 
posterior caracterização. 
3. Procedimento experimental 
Primeiramente, foi dissolvido 2,5 g de nitrato de pentamincarbonatocobalto(III) 
preparado na aula anterior em 50 mL de água destilada em um béque de 250 mL. O 
béquer foi levado para dentro da capela e após a dissolução, adicionou-se aos poucos e 
com agitação constante, alíquotas de 1,0 mL de HCl concentrado, até o momento em 
que não liberou mais CO2(g), perfazendo 4,0 mL. 
Para neutralizar a solução, foi adicionado 6,0 mL de NH4OH concentrado, e para 
confirmar a neutralização fez-se o uso de papel indicador. Em seguida, foi acrescentado 
2,5 mL de NH4OH, e então colocou-se a solução em aquecimento durante 20 minutos 
sobre a chapa com agitação usando uma barra magnética, mas cuidando para que a 
solução não entrasse e ebulição violenta. 
Após o aquecimento, deixou-se a solução esfriar por 10 minutos e então foi 
adicionado 38 mL de HCl. Posteriormente, sem ferver e com agitação, aqueceu-se 
novamente a solução até que fosse observada a mudança de cor, de rosa para roxo. 
Novamente a solução foi resfriada por aproximadamente 10 minutos e então levada para 
banho de gelo também por 10 minutos. Passado esse tempo, a solução resultante foi 
filtrada em um funil de vidro sinterizado e o sólido lavado com 5 mL de água destilada 
gelada e depois com 20 mL de etanol. O funil foi etiquetado com o número da prática, 
nome do professor e nome da equipe e guardado para a posterior caracterização. 
4. Resultados e discussões 
O cloreto de pentaminclorocobalto foi preparado a partir do nitrato de 
pentamincarbonatocobalto (III), ou seja, já se partiu do Co3+, por este motivo, não foi 
necessária a adição de um oxidante. Com a adição de HCl concentrado notou-se a 
liberação de um gás. Isto acontece, pois, a ligação entre o oxigênio do grupo carbonato 
ligado ao cobalto e o carbono do carbonato é rompida, liberando o CO2, e o oxigênio 
ligado ao cobalto é protonado devido ao ácido presente no meio, formando o ligante água. 
Este mecanismo foi comprovado pela técnica de espectrometria de massas, que mostra 
os isótopos do íon molecular, e o 18O só poderia ser proveniente do ligante carbonato. 
 
Figura 4.1 – Reação do nitrato de pentamincarbonatocobalto (III) com ácido 
clorídrico. 
O NH4OH é adicionado para neutralizar a solução e também colocado em excesso 
para que não ocorra a troca dos outros ligantes do complexo de NH3 por H2O. 
 
Figura 4.2 – Inserção de NH4OH no produto formado anteriormente. 
Por fim, ácido clorídrico em excesso foi adicionado para garantir que houvesse a 
troca dos ligantes através de uma reação de substituição, como mostra a figura 4.3. Após 
aquecido, o produto foi resfriado e notou-se a formação de um precipitado que 
apresentava coloração purpura. O precipitado foi filtrado em funil de vidro sinterizado e, 
o produto final pode ser observado na figura 4.4. 
 
Figura 4.3 – Troca dos ligantes OH e H2O por cloretos. 
 
Figura 4.4 – Precipitado filtrado de cloreto de pentaminclorocobalto(III). 
5. Conclusão 
O objetivo da prática de preparação do cloreto de pentaminclorocobalto(III) a partir do 
nitrato de pentamincarbonatocobalto(III) foi atingido. Como já era esperado, visto que estava 
descrito na literatura, a coloração do precipitado resultante foi a desejada (purpura). Essa 
mudança de coloração é uma das características indicativas dos metais de transição utilizados 
na prática, pelo preenchimento parcial do bloco d. 
6. Referências 
[1] MECANISMOS DE REAÇÕES INORGÂNICAS. UFC. Disponível em: 
<http://www.pgquim.ufc.br/wp-content/uploads/2012/03/Mec.-de-
Rea%C3%A7%C3%B5es-Inorg..pdf>. Acesso em: 19 de Abril de 2018. 
[2] Lee, J. D.; Química Inorgânica não tão Concisa, 5ª ed., Edgard Blücher: São 
Paulo. 
[3] COMPOSTOS ORGANOMETÁLICOS. USP. Disponível em: 
<http://www2.iq.usp.br/docente/amdcferr/disciplinas/QFL2129/Aula_11_-
_Reatividade_Comp_Coordenacao.pdf>. Acesso em: 19 de Abril de 2018.