14º EXPERIMENTO PREPARAÇÃO DO BISACETILACETONATO DE VANADILA.

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO OESTE DO PARANÁ 
CAMPUS​ DE TOLEDO 
CENTRO DE ENGENHARIAS E CIENCIAS EXATAS – CECE 
QUÍMICA BACHARELADO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PREPARAÇÃO DO BISACETILACETONATO DE VANADILA. 
 
 
 
 
 
JULIA CAROLINE MANSANO 
OTAVIO AUGUSTO DA SILVA 
 
 
 
 
 
 
TOLEDO – PR 
Outubro – 2015 
 
1 INTRODUÇÃO 
Os elementos de transição exibem uma tendência inigualada de formar compostos 
de coordenação com bases de Lewis, isto é, com grupos capazes de doar um par de 
elétrons. Esses grupos são denominados ligantes. (LEE,1996) 
Alguns compostos de vanádio são usados como importantes catalisadores, em 
processos de contato para fabricação de ácido sulfúrico, como catalisador de oxidação na 
síntese de anidridos maléico e ftálico, na produção de poliamidas como o nylon, e na 
oxidação de substâncias orgânicas como o etanol e acetaldeído, açúcar a ácido oxálico e 
antraceno a antraquinona. [1] 
A química do vanádio é dominado pela formação de espécies oxo, e uma vasta 
gama de compostos com VO2+, existem quatro espécies catiónicas bem definidas [V ^ II 
(H2O) 6] ^ 2 +, [V ^ III (H2O) 6] ^ 3 +, V ^ IV O ^ 2 + aq e V ^ V O2 ^ + aq , e nenhum destes 
é desproporcional porque os íons tornam-se melhores oxidantes quando o estado de 
oxidação aumenta.(COTTON,1930) 
Em comum com outros metais, o vanádio apresenta vários estados de oxidação, de 
(-3) a (+5), sendo (+4) e (+5) os mais estáveis, com configuração eletrônica d1 e d0 , 
respectivamente. Estes íons são classificados como ácidos duros, segundo a notação de 
Pearson, logo têm grande afinidade por ligantes O doadores. [2] 
Muitos complexos contem o grupo vanadila, VO^2+, com o vanádio em seu 
penúltimo estado de oxidação(+4). Geralmente este complexos contêm quatro ligantes 
adicionais e são piramidal-quadrado.​(COLOCAR O DESENHO).​Muitos desses complexos 
d^1 são azuis, a cor é resultante pela transição pelo orbital d-d.(ATKINS,2003) 
 
 
2 OBJETIVO 
Preparar o bis(acetilacetonato) de vanadila e calcular o seu rendimento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 MATERIAIS E MÉTODOS 
3.1 Equipamentos e vidrarias 
Balão volumétrico 125 mL 
Condensador 
Banho maria 
Mangueiras de boracha 
Béquer 
Funil de vidro 
Apoi para funil de vidro 
Suporte universal 
Garras 
filtro de papel 
 
3.2 Materiais e reagentes 
Pentóxido de vanádio 
Água destilada 
Ácido sulfúrico 
Etanol 
Acetilacetona 
Carbonato de sódio 
 
3.3 Procedimento 
Primeiramente, em uma balança analítica pesou-se 1,7972g de pentóxido de vanádio, e 
com auxilio de uma espatula de metal transferiu-se para um balão de vidro de 125 mL 
contendo alguns pérolas de vidro e com uma pipeta adicionou-se 10 mL de água destilada 
mais 3,5 mL de acido súlfurico e 10 mL de etanol. Adaptou-se o balão em um condensador 
onde em sua extremidade adptou-se uma mangueira vindo da torneira. Colocou-se a reação 
em banho baria por aproximadamente 40 minutos. Após o período desmontou-se o sistema 
da síntese e deixou-se resfriar. Separou-se o pentóxido de vanádio que não reagiu por 
decantação e o mesmo foi colocado na estuda para secar. A outra parte foi transferida para 
um béquer de 500 mL onde foi reagido com 5 mL de acetilacetona e neutralizado por 50 mL 
de solução aquosa de carbonato de sódio. O precipitado foi filtrado com o método da 
filtração simples, e o produto final foi levado a estufa para secar. 
 
 
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
O pentóxido de vanádio é um sólido laranja devido as transições dos orbitais d. Após 
solubilizá-lo em água destilada, adicionou-se o ácido sulfúrico concentrado, onde a mesma 
reagiu exotermicamente, liberando calor. A conversão de um ligante aquo a um ligante oxo 
é favorecida por um pH alto e por um estado de oxidação elevado do átomo metálico central 
(como no caso do vanádio +4), como ocorrido nessa reação. 
Segundo Atkins (2003), na solução ácida existe um oxo-complexo simples, o 
[VO2(OH)24]+, quando o pentóxido levemente solúvel se dissolve em água. No entendo, na 
medida que a solução se acidifica, os íons aquosos de metais que têm óxidos básicos ou 
anfóteros (como no caso do pentóxido) sofrem polimerização e precipitação. Além de formar 
outros complexos até que finalmente é formado o íon dioxovanádio ou vanadila (VO2+). 
A reação que ocorre com a adição do etanol é caracterizada por uma reação de 
oxiredução, onde o vanádio se reduz e o etanol se oxida a um aldeído (o etanal) no seu 
caminho a conversão ao ácido acético. 
V2O5(s) + CH3CH2OH(aq) + 2 H2SO4(conc) → 2 VOSO4(aq) + aldeído + 3 
H2O(l) 
As pérolas de vidro servem para fazer o aquecimento de forma mais suave, evitando 
assim a evaporação do composto. A mistura feita no balão de reação ficou em aquecimento 
por cerca de uma hora, a mesma deveria ter ficado em refluxo, porém isto não ocorreu. 
Após o aquecimento, deixou-se resfriar e adicionou-se a acetilacetona. A solução resultante 
passou de uma cor esverdeada para marrom. Depois disso, utilizou-se o carbonato de sódio 
para neutralizar o caráter ácido da solução. Com a adição a solução efervesceu, devido a 
liberação de gás carbônico e liberou calor (reação exotérmica). Com isso ocorreu a 
formação do (bis)acetilacetonato de vanadila como demostra reação abaixo: 
VOSO​4(aq)​ + C​5​H​8​O​2​(aq) + NaCO​3(aq)​ → [ VO(C​5​H​7​O​2​)​2​](s) + Na​2​SO​4(aq)​ + 
H​2​O(l) + CO​2(g) 
A solução resultante é bifásica, com uma fase tendo cor verde petróleo e a outra 
laranja, ou seja, o pentóxido de vanádio que não reagiu. Porém para obter o 
(bis)acetilacetonato de vanadila e calcular o seu rendimento é necessário a filtração. O ideal 
seria filtrar o precipitado por succção em funil de placa porosa, no entanto não foi possível. 
Então, deixou decantar por aguns minutos, separou-se as fases e foi feita duas filtração 
simples uma para obter o (bis)acetilacetonato de vanadila e a outra para obter o pentóxido 
de vanádio que ficou sem reagir. 
O (bis)acetilacetonato de vanadila tem cor azul-esverdeado, que como já citado na 
introdução ​é devido a configuração d^1 do complexo e a cor é resultante pela transição pelo 
orbital d-d. 
Por fim, deixou-se secar em estufa por 24 horas. Depois desse período pesou-se os 
dois produtos obtidos para calcular-se o rendimento desmonstrado abaixo: 
Primeiramente, para descobrir o reagente limitante, utilizou-se os cálculos de 
número de mols: 
nV2O5 = m/MM = 1,7972g / 181,88 g.mol-1 = 9,88x10-3 mols 
d = m/v 
0,975 g/cm³ = m / 5 mL m= 4,875 g 
nC5H8O2= 4,875 / 100,12 g.mol-1 = 0,047 mols 
A estequiometria da reação é 1:1 então, para descobrir a massa teórica utiliza-se o 
cálculo abaixo: 
m = n.MM 
m = 9,88x10-3 * 264,94 
m = 2,5954 g 
No entanto, devido a grande quantidade de pentóxido de vanádio que ficou sem 
reagir, a mesma foi descontada na massa teórica. 
Massa real = massa teórica - massa do V2O5 sem reagir 
MR = 2,5954 g - 1,0394 g 
MR = 1,556 g 
 
 
A massa obtida do bis(acetilacetonato) de vanadila foi de 0,1434 g. Portanto o 
rendimento é: 
1, 556 g ----------------------- 100% 
0,1434 g ---------------------- x% 
x = 9,21 % 
 
O baixo rendimento não era esperado, uma vez que esta síntese nós dá bons 
resultados. O que pode ser usado para explicar este baixíssimo resultado é: 
● O sistema não ter entrado em refluxo; 
● Não ter usado o método mais correto de filtraçãopara esse caso; 
● Perda de amostra. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 CONCLUSÕES 
O resultado experimental da síntese não foi satisfatório, tendo em vista que o rendimento é 
considerado baixo para a síntese em questão. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6​ ​REFERÊNCIAS 
 
ATKINS, Peter W; SHRIVER, Duward F. Química Inorgânica. 3ª Ed. Editora Bookman, 
2003. 
 
COTTON, F. A; WILKINSON, G. Química Inorgânica. Não sei que editora. 1930. 
 
LEE, John D. Química Inorgânica não tão consisa. 3 . Editora Edgard blucher, 1997. 
 
[1] Vanádio. Disponível em:<​http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc24/elemento.pdf​>.Acesso 
em 17/10/2015 
 
[2] Síntese e Caracterização de Novos Complexos de Vanádio(IV) e (V) com ligantes 
contendo grupos carboxilatos e imínicos. Disponível em 
<http://sec.sbq.org.br/cd29ra/resumos/T1281-1.pdf>.Acesso em 17/10/2015 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 ANEXOS 
7.1 Questões: 
 
1) V2O5(s) + CH3CH2OH(aq) + 2 H2SO4(conc) → 2 VOSO4(aq) + aldeído + 3 H2O(l) 
VOSO​4(aq)​ + C​5​H​8​O​2​(aq) + NaCO​3(aq)​ → [ VO(C​5​H​7​O​2​)​2​](s) + Na​2​SO​4(aq)​ + H​2​O(l) + 
CO​2(g) 
 
 
2) Existe a reação de ácido-base de Lewis, na qual se forma o complexo. Porém, esta 
presente a reação de oxiredução, onde o vanádio se reduz e o etanol se oxida. 
 
3) O número de coordenação deste complexo é 5 e tem geometria tetragonal piramidal. 
Sim, pois toma-se um sexto ligante facilmente, passando a ter número de coordenação 6 e 
de geometria octaedra (distorcid) com os doadores piridina ou trifenilfosfina. A ligação V=O 
é sensível à natureza de ligantes trans e à doadores que aumentam a densidade do metal 
reduzindo as propriedades do aceitador em relação ao oxigênio e consequentemente 
diminuindo o caráter da ligação múltipla e o alongamento da frequência.