Relatório 1

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LIRIANNY FRANCO 
RAIANE FIGUEIREDO 
VALÉRIA CAVANIA 
 
 
 
 
 
Síntese e caracterização do Cloreto de Pentaaminoclorocobalto (III) 
 
 
 
 
 
 
Relatório apresentado à disciplina de 
Química Inorgânica Experimental II, 
do Curso Superior de Licenciatura 
em Química da Universidade Federal 
da Grande Dourados - UFGD. 
Profa. Dra. Cristiana da Silva 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 DOURADOS-MS 
 2018 
 
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RESUMO 
 
Nos compostos de coordenação, os metais encontram-se cercados por grupos que 
são chamados de “ligantes”. O ramo da química inorgânica responsável pelo estudo dos 
comportamentos das combinações metal – ligante, é chamado “química de coordenação”. 
As primeiras e mais fundamentais investigações sobre a química de coordenação 
se deram entre 1875 e 1915 pelo químico suíço Alfred Werner (1866 – 1919). Quando 
ele começou seus estudos, a natureza dos compostos de coordenação era um grande 
quebra-cabeças, que as idéias contemporâneas de valência e de estrutura não conseguiam 
montar. Por exemplo: como podia um sal de um metal estável (e.g., MCln) se combinar 
com um grupo de moléculas de existência independente (e.g., x NH3) para formar um 
composto M(NH3)xCln com propriedades totalmente diferentes? Como se formavam 
essas ligações? Qual era a estrutura? 
Depois de anos de estudo, Werner consegui responder a muitas das dúvidas que 
existiam até então. Werner desenvolveu o conceito de ligantes ao redor de um íon 
metálico central e deduziu as estruturas geométricas de muitos dos compostos formados. 
Por todo seu trabalho, Werner foi agraciado com o Prêmio Nobel de Química, em 1913 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 SUMÁRIO 
 
 
1. INTRODUÇÃO .................................................................................................................... 4 
2. OBJETIVOS ........................................................................................................................ 5 
2.OBJETIVO GERAL .............................................................................................................. 5 
3. PARTE EXPERIMENTAL ................................................................................................ 6 
3.1 MATERIAIS ....................................................................................................................... 6 
3.2 Reagentes e Solventes ......................................................................................................... 6 
3.3 Procedimentos ..................................................................................................................... 6 
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES .................................................................................... 7 
4.1. Quanto à síntese do composto, alguns caminhos foram propostos. ................................. 7 
4.2. Análise utilizando espectroscopia vibracional Infravermelho ...........................10 
 4.3 Análise utilizando espectroscopia UV-VIS........................................................11 
4. CONCLUSÃO ................................................................................................................... 12 
5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................ 13 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1. INTRODUÇÃO 
 
A formação de complexos é indispensável para aumentar a eletividade de um grande 
número de reações usadas em análises e para identificações e caracterizações. Do ponto 
de vista analítico é importante porque as propriedades de um íon metálico, incluso em 
um complexo, alteram total ou parcialmente, segundo a maior ou menor estabilidade do 
mesmo. Ao formar-se um complexo, os estados de oxidação anômalos são estabilizados, 
como ocorre com o cobalto (III) e aumenta o poder oxidante de certos íons. 
O metal cobalto ocorre na natureza associado ao níquel, arsênio e enxofre. Os 
minerais mais importantes são CoAs2 (esmaltita) e CoAsS (cobaltita). É um metal duro, 
branco-azulado e dissolve-se em ácidos minerais diluídos. Os estados de oxidação mais 
importantes são +2 e +3. [3] 
O íon [Co(H2O)6]
2+ é estável em solução, mas a adição de outros ligantes facilita a 
oxidação a Co3+. Por outro lado, o íon [Co(H2O)6]
+3 é um agente oxidante forte oxidando 
H2O a oxigênio e sendo reduzido a Co
2+. Contudo, ligantes contendo átomos de nitrogênio 
(como NH3 e etilenodiamina = NH2CH2CH2NH2) estabilizam o estado de oxidação +3 
em solução aquosa. 
As reações de formação de complexos ocorrem pela substituição de moléculas de 
água por outros ligantes (moléculas neutras: NH3, etilenodiamina, etc. ou ânions: Cl- , 
OH- , etc.) presentes na solução, seguida geralmente pela oxidação do íon Co2+. Há uma 
reação inicial de substituição das moléculas de água e a seguir, o complexo formado é 
oxidado pelo oxigênio do ar ou então pela ação da água oxigenada. 
 O cobalto (Co) é um metal que é encontrado na natureza na forma de ligas 
metálicas, normalmente na forma de esmaltita, associado ao arsênio (CoAs2) ou a 
cobaltita, associado ao arsênio e ao enxofre (CoAsS).[1] Assim como outros metais 
de transição, o cobalto é capaz de formar complexos, ou compostos de coordenação, 
de grande variedade, dependendo de seu estado de oxidação. 
 Sendo um ácido de Lewis, ou seja, um molécula que aceita densidade eletrônica 
e é pequena, devido ao seu estado de oxidação, no caso, o cobalto forma complexos 
preferencialmente com bases duras de Lewis, como por exemplo a água, o ânion 
cloreto e doadores nitrogenado como a amônia. Um dos métodos mais eficientes de 
se realizar a caracterização de um composto é através do uso da espectroscopia no 
infravermelho, analisa variações de energia proveniente das vibrações de uma 
molécula.[2] 
 A espectroscopia de infravermelho (espectroscopia IV) é um tipo de espectroscopia 
de absorção que usa a região do infravermelho do espectro eletromagnético. Como as 
demais técnicas espectroscópicas, ela pode ser usada para identificar um composto ou 
investigar a composição de uma amostra.·. 
 A espectroscopia no ultravioleta e visível (UV-Vis) é decorrente da absorção 
luminosa na faixa típica de comprimento de onda (λ) entre 190nm e 780nm. O processo 
de absorção dá-se por mudanças do estado energético dos elétrons constituintes da 
eletrosfera dos compostos. [4] 
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2. OBJETIVOS 
 
2.1. OBJETIVO GERAL 
 Preparar e sintetizar o composto de coordenação, cloreto de 
pentaaminoclorocobalto (III). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3. PARTE EXPERIMENTAL 
 
3.1 MATERIAIS 
Bacia plástica (ou béquer grande) para banho de gelo; 
Balança; 
Bomba de vácuo ou trompa de vácuo; 
 Béquer de 50 mL; 
 Frasco para guardar o produto de síntese; 
Barra magnética; 
Balão volumétrico de 50 mL; 
 Bastão de vidro; 
Chapa de aquecimento com agitação; 
Erlenmeyer de 125 mL; 
Funil de Büchner de 50 mL para filtração a pressão reduzida; 
Kitassato de 125 mL e conecções adequadas para filtração a pressão reduzida; 
Espátula; 
Haste universal e garra; 
Termômetro; 
Vidro de relógio; 
Proveta de 10 mL. 
 
 3.2 Reagentes e Solventes 
Ácido clorídrico concentrado Cloreto de amônio;
Água oxigenada a 30% m/m; 
Amônia concentrada; 
Carvão ativo; 
Cloreto de cobalto(II) hexa-hidratado; 
Água destilada; 
Etanol absoluto; 
Éter etílico. 
 
 3.3 Procedimentos 
 Inicialmente foi deixado um béquer com 200 ml de água destilada em um banho de 
gelo. 
 Em um erlenmeyer de 125 mL foi misturado 5 gramas de NH4Cl em 30 mL de 
hidróxido de amônio concentrado. Foi adicionado sob agitação constante e em pequenas 
proporções de 10 g de CoCl2.6 H2O e em seguida foi acrescentado 16 mL de H2O2 A 30 % m/m, 
lentamente, em frações de 1 mL. Ao final, quando toda a efervescência terminou, acrescentamos 
30 mL de HCl concentrado e agitou-se e aqueceu-se a mistura por 20 minutos mantendo a 
temperatura entre 80 e 90 ºC, em seguida deixamos a mistura em banho de gelo até uma 
temperatura próxima de 0ºC. Foi filtrado sob pressão reduzida e lavado com 16 mL de água 
gelada, em porções de 4 mL, com álcool absoluto e com 2,5 mL de éter etílico. Foi deixado o 
solido obtido secar e posteriormente pesado e armazenado em um frasco apropriado. 
 
 
 
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4. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
 4.1. Quanto à síntese do composto, alguns caminhos foram propostos. 
 
Primeiramente, a mistura do cloreto de amônio sólido com o hidróxido de 
amônio forma uma solução saturada de amônia (que apresenta caráter incolor) como 
mostra a reação abaixo: 
 
 
 
Com a formação de amônia, deixando a solução com uma alta 
concentração de amônia e, como o íon cobalto (II), sendo um ácido de Lewis 
duro, possui uma afinidade à ligantes nitrogenados (como a amônia , que é uma base d 
e Lewis dura ), ele se coordena à amônia em excesso, em solução, de acordo 
com a reação abaixo: 
 
A solução produzida tem coloração roxa escura, a qual não é característica do 
complexo de amônia puro, já que esse tem coloração amarela, e sim de uma 
mistura de complexos de cobalto, que pode se ligar com a água e com o íon hidroxila 
(formando um composto de coloração azulada) no caso, que são ambas bases duras de 
Lewis . 
 A adição de peróxido de hidrogênio, como forte agente oxidante, oxida o íon 
cobalto (II) para cobalto (III), como mostra a seguinte reação de oxirredução 
em meio básico (de vido à presença de solução de hidróxido de amônio concentrada, 
colocada no início da reação): 
 
 
Ao adicionar a água oxigenada, também percebeu -se uma efervescência, que 
pode ser pertencente à vapores d e ácido clorídrico, de gás cloro, ou de vapor d’água. 
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 A reação de oxidação a cima pode ser feita simplesmente deixando o íon, em 
solução, ao ar livre, fazendo com que o oxigênio do ar oxide o cátion de cobalto. Porém, 
como a água oxigenada é um forte agente oxidante, a reação é mais rápida. A reação de 
oxidação do íon cobalto (II) com o ar segue a reação a seguir: 
 
 
 
Ao adicionar ácido clorídrico concentrado na solução (com propósito de 
neutralizar o meio básico gerado pela oxidação, como se pode observar na reação 
acima), o íon cloreto (uma base de Lewis dura), um bom ligante para o cobalto, se 
coordena com o íon, expulsando, ao mesmo tempo, ligantes indesejáveis para o produto 
final, como o carbonato (que pode agir como bom ligante com o cobalto (III), por ser 
uma base dura de Lewis), através de uma reação que origina gás carbônico e água. 
 Após a adição do ácido clorídrico concentrado, a coloração da solução se tornou, 
novamente, de um tom roxo escuro, como nas etapas anteriores, sugerindo ainda mais a 
coordenação do cloro com o cátion cobalto (III) e, além disso, de uma possibilidade ainda 
maior de diferentes complexos de cobalto (III) com diferentes ligantes. 
 Com o aquecimento da solução resultante em banho-maria, verificou-se a 
formação de uma coloração azul intensa, que é característica do composto apenas de 
cloreto e cobalto (tetraclorocobalto(II)), porém, como o produto desejado possui uma 
fração maior de ligantes amino, pode-se pensar que o aquecimento da solução influenciou 
no entre a amônia e o hidróxido de amônio, como mostra a reação a seguir: 
 
 
Com o aquecimento da solução, há o desprendimento de moléculas de água da 
solução (que não se coordenam com o cobalto (III), agora, pois há outros ligantes mais 
adequados, ou seja, bases de Lewis mais duras, em maior concentração). Logo, o 
equilíbrio da reação é deslocado para a formação de amônia, que ficará em excesso e se 
coordenará mais ao cobalto, gerando a fração maior de amônia desejada. Há também a 
possibilidade da formação, com a adição do peróxido de hidrogênio, o complexo 
pentaaminoaquocobalto (III) e, com a adição de ácido clorídrico concentrado (com 
intenção de equilibrar o pH da solução), a substituição do ligante aquo por um ligante 
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cloro, originando o complexo desejado (pentaaminoclorocobalto (III)). Como há a 
necessidade de se resfriar a solução para que o precipitado (cloreto de 
pentaaminoclorocobalto (III)) se forme, pode-se pensar que o íon-complexo desse 
precipitado é mais estável a baixas temperaturas, ou que o Kps da formação desse sólido 
se torna menor para baixas temperaturas, tornando mais fácil a formação do sólido. A 
reação global para a síntese desse composto pode ser descrita através da reação abaixo: 
 
Considerando que a filtração e os processos envolvidos ao decorrer dessa etapa 
de síntese são, basicamente, um processo de separação de possível complexos, dando 
preferência ao complexo desejado, o sólido gerado deveria possui coloração fortemente 
avermelhada. Porém, o sólido realmente obtido possuiu uma coloração de tom roxo 
muito claro, com algumas partes brancas na extensão do sólido. Isso pode indicar um 
excesso de ligantes indesejáveis na camada superficial do sólido, o que influenciou nas 
e tapas de síntese decorrentes. Uma das explicações para o rendimento obtido 
(relativamente baixo) pode ser, principalmente, a e tapa de filtração, onde se usam 3 
solventes que são bases duras de Lewis (água, um álcool – etanol, e um éter – 
etoxietano), ou seja, caso as quantidade usadas para lavagem sejam altas demais (altas 
demais no sentido de a coordenação ocorrer mesmo considerando a baixíssima 
solubilidade do sólido nos líquidos utilizados), pode ocorrer a formação de um 
complexo com esses ligantes que seja solúvel em água, passando pelo papel de filtro e 
originando um menor rendimento, assim com uma menor pureza, caso o novo complexo 
formado (com ligantes indesejáveis) não passe pela camada do sólido e fique na 
superfície, como pode ser exemplificado no presente relatório. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4.1. Análise utilizando espectroscopia vibracional (Infravermelho) 
 
 A análise do composto foi feita utilizando a espectroscopia infravermelho que 
originou espectro abaixo: 
 Figura 01. Espectro de espectroscopia vibracional do complexo [CoCl(NH3)5]Cl2 
 
 Fonte: Autor. 
 Percebe-se que no espectro do primeiro com posto, analisada da esquerda para 
a direita, há um grande deslocamento no número de onda em torno de 3144 que pode 
indicar um estiramento simétrico do NH3 (em torno de 3160 cm
-1) ou até mesmo um 
estiramento característico de uma molécula de NH4Cl, como impureza na amostra (em 
torno de 3150 cm-1). 
 Pode-se observar 3 deslocamentos próximos e discretos em uma faixa de 2567 
até 2794 cm-1, que podem ser considerados pertencentes a impurezas presentes na 
amostra. 
 Quanto à vibração que representa
1552 cm-1 pode ser atribuída às vibrações do 
ligante amônia, que estão na faixa de 1200-1450 cm-1e 1600-1750 cm-1, respectivamente. 
 Na vibração de número de onda igual a 1364 cm-1, pode-se atribuir a vibração 
da ligação metal – amônia (M-NH3), que possui vibração que varia de 1200-1450 cm-1. 
A vibração de número de onda igual a 1308 cm-1 é bem expressada e é característica da 
deformação angular (balão) da ligação N-H na molécula de amônia. Por sua vez, a 
vibração de 1275 cm-1 é pouco pronunciada e está “mesclada” com a grande banda de 
1308 cm-1, podendo considera-la como impureza. 
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 A vibração de 845 cm-1 também é bem forte e é característica da vibração 
angular para fora do plano da ligação N-H, que varia em torno de 630-970 cm-1. 
 
 4.3 Análise utilizando espectroscopia UV-VIS 
 
 A análise do composto foi feita utilizando a espectroscopia UV-Vis que originou 
espectro abaixo: 
 
Figura 01. Espectro de UV-Vis do complexo [CoCl(NH3)5]Cl2 
 
 Fonte: Literatura. 
Como o Co3+ é um d6 e a maioria de seus ligantes são de campo forte, ele possui 
transições de spin baixo caracterizando a transferência de carga do metal para o ligante 
(TCML). Com o espectro de UV também é possível observar que o pico em 366 nm é 
mais intenso que o de 515 nm. Sendo assim pelo diagrama d6 para o comprimento de 
onda de 515 nm – transição de menor energia, a transição ocorre do 1A1g → 1T1g. Já a 
transição de maior energia observada em 365 nm, é referente a transição do 
1A1g → 1T1 
 
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5. CONCLUSÃO 
 Ao realizar o experimento, conclui-se que podemos obter complexos de cobalto 
(III), a partir de compostos de cobalto (II). O rendimento foi de 74%. Ocorrem bastantes 
perdas de massas, principalmente nos processos de filtração e transferência do sólido para 
o recipiente que armazena o complexo. Observamos que através das alterações nas bandas 
dos espectros das análises espectrofotométricas, podemos determinar alterações no 
complexo devido às trocas mais fortes ou mais fracas de ligantes com o átomo central. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
[1]Lee, J. D.; Química Inorgânica não tão Concisa, 5ª ed., Edgard Blücher: São Paulo 
 
[2]ATIKINS, P, W ; SHRIVER, D. F. Química Inorgânica. 3ª ed. Editora Bookman, 
Porto Alegre, 2003. 
 
[3] MARIN, Eder Prodossimo. Espectroscopia de infravermelho e suas aplicações. 2013. 
73 f. Trabalho de conclusão de curso (bacharelado - Física) - Universidade Estadual 
Paulista, Instituto de Geociências e Ciências Exatas, 2013. Disponível em: 
<https://repositorio.unesp.br/handle/11449/119826>. Acesso em 28 de novembro de 
2018. 
[4] Síntese do cloreto de pentaminclorocobalto (lll) Química Inorgânica Experimental II. 
Disponível em: <https://www.passeidireto.com/arquivo/49020131/sintese-dos-
complexos--cloreto-de-pentaaminoclorocobalto-iii-coclnh35cl2-cloreto>. Acesso em 28 
de novembro de 2018. 
[5] Síntese do cloreto de pentaminclorocobalto (lll) Química Inorgânica Experimental II 
UNIFEI. Disponível em: 
<https://www.passeidireto.com/arquivo/30062939/experimento-3---sintese-do-cloreto-
de-pentaaminoclorocobaltoiii---relatorio>. Acesso em 28 de novembro de 2018.