Prática 5

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Universidade Federal do Amazonas – UFAM 
 Instituto de Ciências Exatas – ICE 
 Departamento de Química – DQ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 5º Relatório de Química Inorgânica Experimental II 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Manaus – AM 
 2018 
 
 Universidade Federal do Amazonas – UFAM 
 Instituto de Ciências Exatas – ICE 
 Departamento de Química – DQ 
 
 
 
 
Aluno: Albert Costa dos Santos Matrícula: 21552518 
 Larissa Cristine Andrade da Costa Matrícula: 21352621 
 Valéria Renata Libório de Lima Matrícula: 21554031 
Data: 05/10/2018 
Professor: Marlon Silva 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Isomeria de Ligação em Compostos de Coordenação 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Manaus – AM 
 2018 
1. INTRODUÇÃO 
O isomerismo é um aspecto característico tanto de compostos orgânicos quanto 
de inorgânicos. Compostos que possuem a mesma fórmula molecular, mas diferentes 
arranjos estruturais são chamados de isômeros. Vários tipos de isomerias ocorrem entre 
os compostos de coordenação. Quando, além disto, os agregados possuem as mesmas 
ligações, mas diferem no arranjo espacial destas ligações, são chamados de 
estereoisômeros. Os tipos mais comuns de isomeria são as isomerias: geométrica (ou 
esteroisomeria), a isomeria óptica, a isomeria de constituição, a isomeria de ligação e a 
de coordenação.1 
Certos ligantes contêm mais de um átomo em condições de doar um par de 
elétrons. No íon nitrito (NO2- ), tanto o átomo de nitrogênio (N) como o átomo de oxigênio 
(O) pode atuar como doadores de pares de elétrons. Com isso surge a possibilidade de 
isomeria. Dois complexos são observados com fórmula geral [Co(NH3)5(NO2)] Cl2, 
ambos contendo NO2- coordenados: um deles é laranja, facilmente decomposto por ácidos 
com formação de ácido nitroso e contém Co-ONO, sendo classificado como um nitritro 
complexo. O outro complexo é amarelo, é estável em meio ácido, e contém o grupo Co-
NO2 e trata-se de um nitro complexo. Estes ligantes que podem se coordenarem de duas 
ou mais formas são considerados ligantes ambientados.1 Outros exemplos podem ser 
citados: [Cr(H2O)5(SCN)]
2+ e [Cr(H2O)5 (NCS)]
2+, onde no primeiro isômero o ligante 
liga-se ao íon Cr3+ através do átomo de enxofre (S) e no segundo complexo o ligante liga-
se ao íon Cr3+ através do átomo de nitrogênio (N).1 
 
2. OBJETIVOS 
- Realizar a síntese de cloreto de pentaminonitritocobalto(III) e de cloreto de 
pentaaminonitrocobalto(III). 
- Compreender a isomeria de ligação de compostos de coordenação como 
pentaminonitritocobalto(III) e de cloreto de pentaaminonitrocobalto(III). 
 
 
 
 
3. MATERIAIS E MÉTODOS 
3.1. Materiais 
3.2. Reagentes e Solventes 
- Ácido Clorídrico concentrado 
- Amônia concentrada 
- Cloreto de pentaminclorocobalto(III) – [CoCl(NH3)5]Cl3 
- Nitrito de sódio 
- Etanol absoluto 
- Éter etílico 
 
3.3. Procedimento Experimental 
3.3.1. Síntese de Cloreto de pentaminonitritocobalto(III) 
 Preparou-se 20 mL de uma solução HCl 2 mol.L-1 suficiente para dois grupos, em 
seguida preparou-se 10 mL de solução HCl 1:1 v/v e separou-se uma pisseta de água 
destilada para o resfriamento. Em seguida, pesou-se 1,25g de [CoCl(NH3)5]Cl2 e 
dissolveu-se em um Erlenmeyer de 125 mL uma mistura de 2,5 mL de solução de amônia 
- Bacia plástica - Proveta de 10 mL 
- Balança semianalítica - Proveta de 50mL 
- Béquer de 50 mL - Termômetro 
- Béquer de 100 mL 
- Bomba de vácuo 
- Espátula 
- Papel indicador universal 
- Placa de Petri 
- Bastão de vidro 
- Bico de Bunsen 
- Suporte para tela de amianto 
- Tela de Amianto 
- Conta-gotas ou pipeta de Pasteur 
- Erlenmeyerer de 125 mL 
- Funil de Büchner de 50 mL 
- Kitassato de 125 mL 
 
concentrada e 20 mL de água com agitação e aquecimento até todo o sólido dissolver e 
iniciar ebulição, após isso, resfriou-se a solução em banho de gelo até a temperatura de 
10 °C e adicionou-se 4 mL de solução HCl 2 mol.L-1, verificou-se o pH medido em 
aproximadamente 10 e ajustou-se o mesmo com solução HCl 2 mol.L-1 até atingir a faixa 
de pH equivalente a 6. Adicionou-se 1,25g de NaNO2 e agitou-se, em seguida, adicionou-
se 2 mL de solução HCl 1:1 v/v, agitou-se e manteve-se em banho de gelo por 10 minutos. 
Filtrou-se o sólido obtido sob pressão reduzida e lavou-se com 10 mL de água destilada 
gelada, em porções de 5 mL e, em seguida, com 15 mL de etanol absoluto e 5 mL de éter 
etílico. E deixou-se secar ao ar. 
 
3.3.2. Síntese de cloreto pentaminonitrocobalto(III) 
 Pesou-se 1g de [Co(ONO)(NH3)5]Cl2 e dissolveu-se em um béquer de 100 mL 
uma mistura contendo 1,5 mL de solução de amônia concentrada e 10 mL de água. 
Aqueceu-se a mistura até a ebulição, em seguida esfriou-se a mistura em água corrente e 
adicionou-se lentamente 10 mL de HCl concentrado, transferiu-se o béquer para banho 
de gelo e a mistura foi deixada em repouso por 15 minutos. Após isso, filtrou-se o sólido 
sob pressão reduzida lavando-a com 15 mL de etanol em porções de 5 mL e, em seguida, 
com 5 mL de éter etílico e deixou-se secar ao ar. 
 
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
4.1. Síntese de cloreto de pentaminonitritocobalto(III) 
 Primeiramente, dissolveu-se 1,256g de cloreto de pentaminoclorocobalto (III) 
em uma mistura de água e hidróxido de amônia concentrada, contidas em um 
erlenmeyer, a diluição foi feita sobre aquecimento e agitação. 
Nessa primeira parte experimental foi possível visualizar uma coloração roxa 
na solução que pode ser justificada pela formação do pentaminohidroxicobalto (III), 
como pode ser evidenciado pela equação 1.2,3 
[𝐶𝑜(𝑁𝐻3)5 𝐶𝑙](𝑎𝑞)
2+ + 𝑂𝐻(𝑎𝑞)
− 
∆
→ [𝐶𝑜(𝑁𝐻3)5 𝑂𝐻](𝑎𝑞)
2+ + 𝐶𝑙(𝑎𝑞)
− Eq.1 
Adicionou-se ácido clorídrico ao meio e verificou-se o pH da solução com 
papel indicador universal. O pH encontrava-se em torno de 10, iniciou-se então o 
ajuste do pH para 6 com a adição de 0,75mL de ácido clorídrico. 
A adição de ácido permite que o nitrito, proveniente do nitrito de sódio que é 
adicionado ao meio, se coordene ao complexo no lugar do OH-. Essa coordenação só 
é possível, pois ocorrem as seguintes reações:2,3 
2𝑁𝑂2(𝑎𝑞)
− + 2𝐻3𝑂(𝑎𝑞)
+ ⇌ 𝑁2𝑂3(𝑎𝑞) + 3𝐻2𝑂(𝑙) Eq.2 
[𝐶𝑜(𝑁𝐻3)5 𝑂𝐻](𝑎𝑞)
2+ + 𝑁2𝑂3(𝑎𝑞) → [𝐶𝑜(𝑁𝐻3)5 𝑂𝑁𝑂](𝑎𝑞)
2+ + 𝐻𝑁𝑂2(𝑎𝑞) Eq.3 
 
4.2. Síntese de cloreto de pentaminonitrocobalto(III) 
Para obter-se esse complexo é necessário que seja feito um ajuste do pH, 
deixando a solução mais ácida, favorecendo desta forma a formação de 
[Co(NH3)5(NO2)]
2+.2,3 
 [𝐶𝑜(𝑁𝐻3)5𝑂𝑁𝑂](𝑎𝑞)
2+ ⇌ [𝐶𝑜(𝑁𝐻3)5(𝑁𝑂2)](𝑎𝑞)
2+ Eq.4 
Após os procedimentos descritos na guia prática, obteve-se 0,971g de cloreto de 
pentaminonitrocobalto(III). Por meio da equação 4 é possível afirmar que a proporção 
estequiométrica da reação é 1:1. Desta forma, para determinar o rendimento teórico foi 
necessário calcular o número de mols do complexo que de fato participam da reação, por 
meio da massa de 𝐶𝑜(𝑁𝐻3)5(𝑁𝑂2) usada e sua massa molar. 
 𝑛 =
𝑚
𝑀𝑀
 Eq.5 
𝑛 =
1𝑔
190,0913𝑔/𝑚𝑜𝑙 
= 5,261.10-3 mols Eq.6 
Sabendo o número de mols do complexo que reagirá no meio é possível calcular a 
massa teórica que deveria ser obtida ao final do experimento. 
𝑀𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑎 = 5,261. 10−3 𝑚𝑜𝑙𝑠 𝑥 190,0913 𝑔/𝑚𝑜𝑙 Eq.7 
𝑀𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑎 ≅ 1,00𝑔 Eq.8 
Portanto, se o rendimento da reação fosse 100%, a massa do complexo que seria 
obtida seria de 1g. Para chegar ao rendimento real da síntese é necessário dividir o valor 
de massa de complexo obtido, após a prática, pelo valor de massa teórica, para obter o 
valor em porcentagem multiplica-se o valor por 100%. 
𝑅 = 
0,971𝑔
1,000𝑔
 𝑥 100 = 97,10% Eq.9 
Sendo assim, o rendimento percentual do [𝐶𝑜(𝑁𝐻3)5(𝑁𝑂2)] foi de 97,10%. 
2+ 
5. QUESTIONÁRIO 
1. Desenhe as estruturas de Lewis e de outros três exemplos de ligantes ambidentados. 
As figuras 1 e 2 representam o ligante ambidentado utilizado na prática em questão 
(quando ligados pelo oxigênio – nitrito, quando pelo nitrogênio – nitro). A figura 3 
corresponde a outro exemplo de ligante ambidentado, em que a base de lewis pode ser o 
enxofre (isotiocianato) ou o nitrogênio (tiocianato).4
 
 
 
 
Figura 1 – estruturas de ressonância NO2- 
Fonte: própria 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. Desenhe as estruturas dos dois complexos sintetizados nesta prática. 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 6 – estrutra do pentaminonitrocobalto (III) 
 Fonte: própria 
 
 
Figura 2 – híbrido de ressonância NO2- 
Fonte: própria 
 
Figura 3 – tiocianato e isotiocianato 
Fonte: própria 
 
2+ 
 
 
 
 
Figura 7 – estrutra do pentaminonitritocobalto(III) 
Fonte: própria 
 
3. Qual dos dois compostos se forma mais rapidamente em uma dada temperatura? 
Justifique utilizando as estruturas dos complexos em sua argumentação. 
Como podemos ver pelo procedimento experimental realizado, o 
pentaminonitrocobalto (III) é formado posteriormente ao pentaminonitritocobalto (III) 
pelo ajuste de pH aumentando a acidez da solução. 
Como a maior concentração de íons H+ interage mais intensamente com as cargas 
parcialmente negativas do oxigênio, favorece a formação do isômero nitro. Assim, o 
pentaminonitritocobalto (III) é formado mais rapidamente. 
 
4. Sabendo que a variação de entalpia da transformação de [Co(ONO)(NH3)5]Cl2 em 
[Co(NO2)(NH3)5]Cl2 é negativa, esboce um gráfico de entalpia versus caminho de reação 
para esta transformação. 
Gráfico 1 – Entalpia versus caminho de reação 
 
 Fonte: http://www.soq.com.br/conteudos/em/cineticaquimica/p4.php 
 Neste esquema representado, o patamar indicado por Hr corresponde ao 
[Co(ONO)(NH3)5]Cl2 e o patamar Hp ao [Co(NO2)(NH3)5]Cl2, de forma que a entalpia 
dessa transformação é negativa, como a final é menor que a inicial. 
 
5. Explique porque o resfriamento da mistura reacional favorece a formação de 
[Co(ONO)(NH3)5]Cl2. 
O composto [Co(NO2)(NH3)5]Cl2 é mais estável e sua formação seria favorecida 
caso fossem mantidas as condições iniciais da formação do pentaminonitritocobalto (III). 
No entanto, ao se proporcionar um resfriamento da solução, dificulta-se a formação do 
isômero nitro, pois as condições do meio não favorecem a variação de energia para 
transformação vista no gráfico 1. 
 
6. Considere os dois isômeros: [Co(ONO)(NH3)4][Cr(NO2)4(NH3)2] e 
[Co(NO2)(NH3)4][Cr(NO2)4(NH3)2]. Quais os nomes dessas substâncias? 
[Co(ONO)(NH3)4][Cr(NO2)4(NH3)2]: 
diaminotetranitrocromato(II) de tetraminonitritocobalto(III) 
[Co(NO2)(NH3)4][Cr(NO2)4(NH3)2]: 
diaminotetranitrocromato(II) de tetraminonitrocobalto(III) 
 
6. CONCLUSÃO 
A partir dos procedimentos descritos na guia prática foi possível realizar a síntese 
de cloreto de pentaminonitritocobalto(III) e cloreto de pentaminonitrocobalto (III), sendo 
este último complexo com rendimento final de 97,10%. E que devido a mudanças no 
meio reacional, bem como, procedimentos descritos na literatura, verificou-se a 
possibilidade de síntese e caracterização de compostos de coordenação com o ligante 
nitrito ou nitro, NO2-, juntamente ao metal de transição cobalto. 
 
 
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
1. COTTON, F. A.; WILKINSON, G.; Química Inorgânica. Rio de Janeiro: LTC, 1978. 
2. Silva, G. Universidade Federal de Itajubá. Síntese dos compostos [Co(NH3)5Cl]Cl2, 
[Co(NH3)5(NO2)]Cl2 e [Co(NH3)5ONO)]Cl2, 16 de abril de 2014. 
3. Vieira, F. Manual de química inorgânica I. Diamantina, 2014. Disponível em: 
<http://site.ufvjm.edu.br/flavianatavares/files/2013/05/Apostila-de-Laborat%C3%B3rio-
de-Qu%C3%ADmica-Inorg%C3%A2nica-I-2014.pdf>. Acessado em: 01 de outubro de 
2018, às 21:15. 
4. Shriver, D.; Atkins, P. (2008) Química inorgânica. (4° ed). Porto Alegre: Bookman. 
p. 249