Relatório I QIEII Preparação de Complexos de Cobalto docx

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José Berto Neto
 
Curso: Licenciatura em Química 
Discente: Neidelenio Baltazar Soares
RELATÓRIO
PREPARAÇÃO DE COMPLEXOS DE COBALTO 
Campus dos Auroras 
Agosto/2018
INTRODUÇÃO 
Os metais de transição têm muitos compostos que apresentam propriedades peculiares. As quais são decorrentes da presença de um subnivel d parcialmente preenchido na camada de valência que concede uma identidade distintiva dos elementos de transição. A variedade de cores (resultante de oxidação), e o paramagnetismo, por exemplo, entre outras caraterísticas apresentadas por esses elementos são dadas pelo preenchimento incompleto de orbital “d” (LEE, 1999). 
Devido a essa caraterística dos orbitais d, elas são, geralmente, utilizadas para a formação das ligações em compostos de coordenação. Os quais contem ou não íons complexos em que os ligantes (bases de Lewis doadores de pares de elétrons) formam ligações coordenadas com o metal, espécie central (ácido de Lewis receptor de pares de elétrons). A força de atração entre o metal central e os ligantes do complexo é considerada como sendo de natureza puramente eletrostática. Assim, as ligações nos complexos podem ser consideradas como sendo devido a essa atração, por exemplo, do tipo íon-íon como Co3+ e Cl- ou do tipo íon-dipolo como NH3 e Co para formar CoCl2 ou do complexo [Co (NH3)6]3+ respetivamente. No íon complexo hexaaminocobalto III, a carga negativa do átomo de nitrogênio de cada NH3 está apontada em direção ao Co3+ (LEE, 1999). 
Os estados de oxidação de cobalto, |+II e +III são de longe os mais importantes, ou seja, são os mais comuns, sendo o estado +II mais estável que o estado +III. No entanto, os complexos formados por Co3+ são mais estáveis em relação as dos compostos de Co2+. O fato deve-se a energia de estabilização do campo cristalino em uma configuração d6 maior que a de Co2+ d7 (LEE, 1999).
O objetivo dessa pratica foi preparar complexos de cobalto: a primeira parte visa preparar de cloreto de hexaminocobalto (II) e segunda visa preparar hexaaminocobalto (III) a partir de cloreto de cobalto (II) hexa-hidratado.
 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL: 
 
Para a realização da prática e concretização dos objetivos foram utilizadas os seguintes materiais e métodos: 
Materiais:
Os materiais utilizados foram os seguintes: Bacia plástica (ou béquer grande) para banho de gelo.
balança semianalítica, béquer de 50 mL, béquer de 250 mL, bomba de vácuo ou trompa de vácuo, espátulas, Frasco para guardar o produto de síntese. 
 Materiais por grupo:
Balão volumétrico de 50 mL, barra magnética,chapa de aquecimento com agitação, erlenmeyer de 125 m, funil de Büchner de 50 mL para filtração a pressão reduzida, kitasato de 250 mL e conecções adequadas para filtração a pressão reduzida, proveta de 25 mL, pipeta graduada de 10 mL. Espátula, termômetro, vidro de relógio.
	Reagentes sólidos
	Líquidos
	Cloreto de cobalto (II) hexa-hidratado
	HCl 0,1 mol/L concentr do; Água oxigenada, NH4 concentrado; NH4Cl; (C2H5)2O; Etanol Absoluto
Métodos
Parte I
Inicialmente separou-se 3 tubos de em ensaio em instante e adicionou-se em cada um deles 5mL de álcool etílico;
. Em seguida, adicionou-se uma gota de solução aquosa 2 mols/L de cloreto de cobalto II, previamente preparada, em cada um dos tubos. Observou-se e anotou a cor da solução.
No segundo tubo, adicionou-se 4 gotas de agua e no terceiro tubo adicionou-se 6 gotas de agua. Anotou-se a ocorrência em cada tubo de ensaio. 
Utilizou-se uma solução de cloreto de cobalto II, escreveu-se uma palavra numa folha. Secou-se a folha no agitador magnético e observou-se a ocorrência. Em seguida, esperou-se ate que esfriasse e repetiu-se o aquecimento. Observou-se o comportamento reversível dessa reação.
Parte II
Pesou-se na balança analítica 2g de cloreto de amônio e dissolveu-se em 10 mL de agua destilada contida em um erlenmeyer de 125 mL. Em seguida aqueceu-se lentamente a solução, em agitador magnético, atá a ebulição, e adicionou-se 3 gotas de cloreto de cobalto hexahidratado. 
Pesou-se 0,2g de carvão ativo na balança analítica e colocou-se no erlenmeyer ainda quente. Resfriou-se o erlenmeyer com agua corrente até a temperatura ambiente.
 Em seguida levou-se na capela, adicionou-se 8 mL de solução concentrada de amônia e resfriou-se a mistura em um béquer contendo a agua de gelo ate aproximadamente 10°C. Em seguida, acrescentou-se 6 mL de solução de peroxido de hidrogênio a 30% m/m, lentamente, em frações de 1 mL. Aqueceu-se a mistura contida no erlenmeyer, mantendo-a em ebulição por cinco minutos. Agitou-se a mistura em agitador magnético. 
Lavou-se o solido obtido com duas porções de 5 mL de álcool etílico absoluto e, em seguida, com duas porções de 5 mL de éter etílico. Deixou-se o solido ao ar, pesou-se e armazenou-se em frasco apropriado.
RESULTADOS E DISCUSSÕES 
Parte I
	Tubo
	Reação entre:
	Observação
	
1
	C2H6O + COCl2
	Solução permaneceu incolor.
	2
	C2H6O + CoCl2 + H2O
	Mudança de colaração, ficou rosa.
	3
	C2H6O + CoCl2 + H2O
	Mudança de coloração ficou rosa.
Após adicionarmos a água destilada nos tubos de ensaio ( 2,3) constatou-se aparecimento de coloração rósea resultante da formação do íon complexo hexaquacobalto ou hexahidratado [Co (H2O)6]2+ pelo excesso da agua. As seis moléculas com pares de elétrons livres foram se ligando ao átomo de cobalto, preenchendo 	os seus orbitais (d) vazios. Assim, conclui-se que a solução foi hidratada, tendo resultado estar de acordo a literatura consultada.
Segundo LEE, (1999) Todos os sais hidratados são róseos ou vermelhos, e contem íon hidratado [Co (H2O)6]2+. O papel molhado com essa solução de íon formado e aquecido na chapa magnética, constatou-se a mudança de cor rosa para azul ao secar o papel. Isso deve-se a alteração das condições do sistema, absorvendo o calor que permitiu desidrata-lo resultando na formação de íon [Co (H2O)4]2- azul. Após resfriar-se liberando o calor observou o reaparecimento de coloração rosa, isto é, formou-se novamente o íon [Co (H2O)6]2+. Ao reaquecer reaparece a cor azul indicando a formação de íon [Co (H2O)4]2- azul. Portanto, considera-se esse processo como reversível e espontâneo para a esquerda e não espontâneo para a direita, pela ação de calor, conforme a equação a baixo:
Reação:
[Co(H2O)6]2+ + 4Cl → [Co(Cl)4]2- + 6H2O
Parte II
Conforme o resultado observado e anotado,, ao aquecermos a solução de cloreto de amonio na chapa aquecedora observou-se formação de um gás (NH3), pelo ocorrido na reação, que foi o borbulhamento da solução no bequer que entrou na formação de um compelxo, a reação abaixo descreve o processo:
Reação:
6NH4Cl(aq) → 6NH3(g) + 6HCl(aq)
 	Após adicionar o CoCl2.6H2O observou-se mudança de coloração, tornando-se amarelada, indicando a formação de complexo [Co(NH3)6]3+ estável. Observa-se que, nesse caso, a molécula da agua presenta no sistema [Co(H2O)6]2+ foi substituída por NH3. Assim, ficou desidratação. Tendo formado complexo [Co(NH3)6]3+ estável depois da adição do carvão ativo a quente, como catalizador na presença de amônia em excesso adicionado, a solução apresentou-se uma coloração marron.
Ao adicionar o peroxido de hidrogênio constatou-se liberação do gás hidrogênio pela oxidação de íon cobalto II, (Co2+) em íon cobalto III, (Co3+) Após todo esse processo representado pelas equações abaixo se observou o precipitado marrom misturado com o carvão no funil de filtração, os complexos formados por (Co3+) são mais estáveis em relação as dos compostos de (Co2+). O fato deve-se a energia de estabilização do campo cristalino em uma configuração d6 maior que a de Co2+ d7 (LEE, 1999).
Reações:
[Co(H2O)6]Cl2(aq) + 3NH4Cl(aq) → [Co(NH3)3(H2O)3]Cl2(aq) + 3HCl(aq)
[Co(NH3)3(H2O)3]Cl2(aq) + 3HCl(aq) + 18 NH4OH(aq) → [Co(NH3)6]Cl2(aq) + 3NH4Cl(aq) + 12NH3(aq)
2[Co(NH3)6]Cl2(aq) + 3NH4Cl(aq) + H2O2(aq) → 2[Co(NH3)6]Cl3(aq) + 3NH4Cl(aq) + 2NH3(aq) + 2H2(g)
CONCLUSÃO 
Contudo,podemos concluir que esta experiencia é de bastante importância no âmbito desta disciplina e da nossa formação, pois, com o cumprimento dos objectivos da atividade pudemos ver formação do complexo [Co(NH3)6]Cl3 deve-se ao orbital “d” semipreenchido quando três elétrons desemparelhados fossem utilizados para estabelecer a ligação com moléculas de amônia.
REFERÊNCIAS 
LEE, J.D. Química Inorgânica não tão concisa. 5th Ed., São Paulo: Edgard Blücher Ltda., 1999. 546 p. 
NÓBREGA, O. S; SILVA, E. R. da; SILVA, R. H. da. QUÍMICA – Volume único: Livro do Professor. São Paulo, Editora Ática, 2008. 
TOLENTINO, Mário; ROCHA, Romeu. C. filho; CHAGAS, Aécio, P. ALGUNS ASPECTOS HISTÓRICOS DA CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA DOS ELEMENTOS QUÍMICOS. Química nova. São Paulo, volume 20, n. 1, p. 103-117, Janeiro, 1997.