5 TRISACETILACETONATO DE CO (III)

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA 
CENTRO DE CIÊNCIAS FÍSICAS E MATEMÁTICAS 
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
EXPERIMENTO 4 - PREPARAÇÃO DO PRECURSOR Na​3​[Co(CO​3​)​3​].3H​2​O 
PREPARAÇÃO DO TRISACETILACETONATO DE Co(III) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Professor: José Roberto Bertolino 
Alunos: Gustavo Alexandre Loch Vieira e Nicoly Klein 
 
 
 
Florianópolis, 25 de outubro de 2018 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. RESUMO 
 
Os experimentos passados tiveram como objetivo a sintetização e a análise 
espectroscópica do trisacetilacetonatocobalto(III). Iniciou-se sintetizando o precursor a partir 
de NaHCO​3​ e Co(NO​3​)​2​.6H​2​O com um rendimento de 50%, após isto sintetizou-se o 
composto principal partindo do precursor, nesta etapa, não foi possível a obtenção de cristais. 
Na última etapa o composto foi diluído em concentrações diferentes para o estudo 
espectroscópico e confecção da curva de calibração com base na Lei de Lambert-Beer, a qual 
foi feita sem problemas e junto com ela fez-se uma curva de calibração para verificar a 
absorvância molar de cada concentração. 
 
 
2. OBJETIVOS 
 
● Preparação do composto de Co(III) com diferentes ligantes; 
● Cálculo de rendimento; 
● Estequiometria; 
● Conhecer o espectro eletrônico do composto sintetizado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. INTRODUÇÃO 
 
3.1. Comportamento do cobalto 
 
O cobalto é um metal com características e propriedades muito próximas às do 
níquel, porém com maior resistência mecânica e um custo ainda mais alto. A resistência à 
corrosão do cobalto também é elevada. À temperatura ambiente a estrutura cristalina do 
cobalto é hexagonal compacta, porém a 417 ºC o cobalto sofre transformação alotrópica, 
tornando-se cúbica de face centrada (CFC), porém a transformação inversa (formação da fase 
hexagonal abaixo de 417 ºC) é lenta. Entretanto, a presença de níquel e carbono a partir de 
determinados teores pode fazer com que a liga de cobalto se apresenta com estrutura 
cristalina cúbica estável em temperaturas de trabalho, ou seja, em altas temperaturas, da 
ordem de 760 a 980 ºC, ou mesmo à temperatura ambiente. 
Para certos tipos de aplicações, a estabilidade da fase cúbica à temperatura ambiente é 
um fator importante, pois proporciona à liga maior resistência ao choque térmico. É muito 
indicado para aplicações especiais, que exijam elevada resistência à corrosão, propriedades 
magnéticas, resistência ao desgaste e resistência mecânica em altas temperaturas. Além disso, 
por apresentar biocompatibilidade, algumas ligas de cobalto (do sistema Co-Cr) podem ser 
utilizadas na fabricação de implantes cirúrgicos ortopédicos. O cobalto é também usado como 
elemento de liga em superligas, ligas magnéticas, ligas de níquel, ligas de cobre, metal duro e 
aços ferramenta. 
 
3.1.1. Química de coordenação do cobalto 
 
 As propriedades relativas à baixa estabilidade dos estados de oxidação muito elevados 
e a alta estabilidade do estado II em relação ao III, que ocorrem ao longo da série Ti, V, Cr, 
Mn e Fe persistem no Cobalto. O estado de oxidação mais elevado é o IV, e apenas poucos 
compostos são conhecidos. O Co(III) é relativamente instável em compostos simples, mas os 
complexos de spin baixo são bastante numerosos e estáveis, especialmente quando os átomos 
doadores (geralmente o nitrogênio) apresentam forte contribuição ao campo ligante. Existem 
também numerosos complexos de Co(I). Esse estado de oxidação é mais frequente no cobalto 
do que em qualquer outro elemento da primeira série de transição, exceto o cobre. O cobalto 
sempre ocorre em associação com o níquel, e geralmente acompanhado do arsênio. As 
principais fontes de cobalto são resíduos da fusão de minerais arsênicos de Ni, Cu e Pb. 
Apesar de ser relativamente inerte, o cobalto se dissolve (lentamente) em ácidos minerais 
diluídos. As principais estereoquímicas encontradas nos compostos de cobalto são: Co II 
Tetraédrica, como no [CoCl4] 2-]; Octaédrica, como no [Co(H2O)​6​]​2+​; Co III Octaédrica, 
como no [Co(NH3)​6​]​3+​. 
 
 
 
 
3.1.2. Química do cobalto (II) d​7 
 
A dissolução do cobalto, ou de seu hidróxido ou carbonato, em ácidos diluídos resulta 
o íon aquoso de cor rosada, [Co(H2O)​6​]​2+​ , que forma vários sais hidratados. A adição de OH​- 
ao Co ​2+​ fornece o hidróxido, que pode ser azul ou rosa, dependendo das condições; é 
fracamente anfótero, dissolvendo-se em soluções alcalinas bastante concentradas, resultando 
em uma solução azul que contém o íon [Co(OH)​4​]​2-​. 
 Os complexos de Co(II) mais comuns podem ser tanto octaédricos quanto 
tetraédricos. Há apenas uma pequena diferença na estabilidade dessas duas formas que, com o 
mesmo ligante, podem encontrar-se em equilíbrio. Têm-se que, na água, há uma concentração 
pequena do íon tetraédrico: [Co(H2O)​6 ​]​2+​ [Co(H​2​O)​4​ ]​2+​ + 2H ​2​O A adição de excesso de 
cloreto à soluções rosadas do íon aquoso resultam na espécie tetraédrica azul: [Co(H2 O)​6​ ]​2+ 
+ 4Cl​-​ [CoCl​4​ ]​2-​ +H​2​O Os complexos tetraédricos, [CoX​4​]​2-​, são formados por haletos, 
pseudohaletos e íons hidróxido. O cobalto (II) forma complexos tetraédricos mais facilmente 
do que qualquer outro íon metálico de transição. O íon Co(II) é o único íon d​7​ de ocorrência 
comum. Para um íon d​7​, as energias de estabilização do campo ligante desfavorecem a 
configuração tetraédrica, em relação à octaédrica, numa extensão menor do que para qualquer 
outra configuração dn(1 ≤ n ≤ 9). Esse argumento, segundo Cotton, só é válido na 
comparação do comportamento de um íon metálico com outro, e não para se cotejar as 
estabilidades absolutas das configurações de um íon em particular. 
3.1.3. Química do Cobalto(III), d6 
Na ausência de agentes complexantes, a oxidação do [Co(H2O)​6​]​2+​ é pouco favorável, 
e o Co(III) é reduzido pela água. Entretanto, uma oxidação eletrolítica, ou por O​3​, de soluções 
ácidas frias de Co(ClO​4​)​2​ fornecem o íon aquoso [Co(H2O)​6​]​3+​ , em equilíbrio com 
[Co(OH)(H ​2​O)​5​]​2+​. A 0ºC, a meia-vida destes íons diamagnéticos é da ordem de um mês. Na 
presença de agentes complexantes, como o NH ​3​, a estabilidade do Co(III) é bastante 
aumentada. O íon Co​3+​ mostra uma afinidade em particular com doadores nitrogenados. 
Quase todos os complexos de Co III são octaédricos. São sintetizados pela oxidação do Co ​2+ 
em solução na presença dos ligantes. Oxigênio ou H ​2​O​2​ e um catalisador, como carvão 
ativado, são usados. 
 
 
 
 
 
 
3.2.​ ​Reações redox 
Reações de oxirredução são aquelas que transferem elétrons entre substâncias fazendo 
com que o número de oxidação (nox) de uma substância aumente enquanto o nox de outra 
substância diminui. Esse processo não deve ser confundido com as ligações iônicas (em que 
há transferência de elétrons de uma substância a outra) e sim como um processo de oxidação 
de uma substância e a redução de outra. Podemos dizer então que em uma reação a substância 
que perde elétrons e sofre oxidação é designada agente redutor enquanto a substância que 
ganha elétrons e sofre redução é designada agente oxidante. 
Algumas dessas reações são muito úteis para a indústria. O ferro, por exemplo, é 
extraído pela combinação do minério de ferro com o monóxido de carbono (CO), num 
alto-forno. Nessa reação, o minério perde oxigênio para formar o ferro (Fe) e o CO recebe 
oxigênio para formar o CO​2​(dióxido de carbono). A ferrugem é um dos resultados de uma 
reação redox, na qual o ferro se oxida eforma o óxido de ferro (ferrugem), e o oxigênio do ar 
é reduzido. 
Outro exemplo de reação redox é o da prata em contato com o ar. Os objetos de prata 
tendem a perder seu aspecto brilhante com o passar do tempo, se tornando embaçados e com 
coloração escura. Esse fato ocorre porque os átomos de prata da superfície do objeto reagem 
com outras substâncias, como o oxigênio. Dizemos então que a prata se oxidou, ou seja, 
passou por uma reação de oxirredução. 
3.3. Ácidos carbônicos 
É possível encontrar o ácido carbônico na água das chuvas, formado por meio da 
dissolução do gás carbônico presente na atmosfera pela água precipitada. Essa formação do 
ácido carbônico altera o pH da chuva, o tornado levemente ácido, por isso não existe água de 
chuva com pH neutro. Todavia, por ser um ácido fraco, a presença do ácido carbônico na 
água das chuvas não provoca efeitos prejudiciais ao meio ambiente. 
A dissociação do ácido carbônico forma íons hidrogênio (H+) e íons carbonato 
(CO​2​-2​). Os carbonatos são comumente encontrados na natureza e o mais comum deles é o de 
cálcio, também conhecido como calcário, muito utilizado na correção da acidez de solos. 
HCO ​-​3​ ⇆ H ​+ ​ + CO​3​-2 
 
 
 
 
 
 
3.4. Teoria do campo cristalino 
A ​teoria do campo cristalino foi proposta por Bethe e van Vleck. Essa teoria supõe 
que a atração entre o metal central de um complexo e seus ligantes é apenas eletrostática. O 
metal de transição, ou seja, o átomo central do complexo, é um íon positivo com carga igual 
ao seu estado de oxidação. Este íon é rodeado por elementos denominados ligantes, que 
possuem cargas negativas ou moléculas neutras que contém pares de elétrons livres. Se o 
ligante for molécula neutra, como o caso do NH​3, ​a área negativa do dipolo elétrico da 
molécula irá se aproximar do átomo central. O NH​3 ​tem momento dipolar com carga 
negativa no nitrogênio e carga parcialmente positiva nos hidrogênios. Os elétrons do átomo 
central estão sob a ação de repulsão causada pelos elétrons dos ligantes. 
A teoria supõe que: os ligantes são vistos como cargas pontuais; não há interação 
entre os orbitais dos ligantes e do metal; todos os orbitais d do metal tem a mesma energia, 
mas quando há a formação do complexo, os ligantes removem o caráter degenerado desses 
orbitais. As propriedades magnéticas e as cores dos complexos de metais de transição estão 
relacionadas à presença de elétrons d nos orbitais do metal, e a teoria do campo cristalino 
postula que a única interação entre o íon metálico e os ligantes circundantes deve-se as forças 
eletrostáticas entre a carga positiva do metal e as cargas negativas dos ligantes, e que a 
atração do metal para atrair um ligante é uma interação ácido-base de Lewis, pois a base que 
é o ligante doa um par de elétrons para o orbital vazio apropriado do metal. 
A ordem de grandeza da diferença de energia, ∆, e consequentemente da cor do 
complexo depende tanto do metal como dos ligantes que estão ao seu redor. Estes ligantes 
são arranjados em ordem de habilidades para aumentar a diferença de energia, o ∆, ou seja, os 
ligantes são arranjados na série espectroquímica que é a seguinte: Ligantes de campo fraco: I​- 
< Br​- < S ​2​- < Cl​- < NO​3​- < F​- < OH​-​< EtOH < oxalato < H ​2​O < EDTA < (NH​3 e piridina) < 
etilenodiamina < bipiridina < o-fenantrolina < NO​2​- < CN​- < CO Ligantes de campo forte, em 
que quanto mais forte for o ligante, maior será a coloração visualizada, e se o ligante for de 
campo fraco, este possuirá uma coloração mais fraca. 
Os espectros eletrônicos de íons e complexos de metais de transição são observados 
nas regiões do visível e do ultravioleta, estes espectros de absorção informam sobre o 
comprimento de onda da luz absorvida, ou seja, o desdobramento do campo cristalino ∆o. 
Estas transições eletrônicas são de alta energia, tal forma, que as outras transições envolvendo 
energias menores, como transições vibracionais e rotacionais ocorrem simultaneamente​. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3.5. Espectrometria 
 
Espectrofotometria pode ser definida como toda técnica analítica que usa a luz para 
medir as concentrações das soluções, através da interação da luz com a matéria. 
A técnica espectroscópica é baseada na no aumento de energia em função do aumento 
da frequência da radiação incidida. Quando uma espécie química absorve energia na forma de 
fótons, seus elétrons ficam excitados e ocorre uma transição de um orbital de mais baixa 
energia para outro de maior energia. Um exemplo disso são compostos químicos que 
apresentam duplas ligações C=C no benzeno e C=O. 
O aumento de energia é representado pela condição de frequência de Bohr: 
E = hv 
Onde: 
E é a energia que aumenta em função da frequência, e ​h é a constante de Planck 
h=6,626x10​-34​J.s ​. 
A transição eletrônica de duplas ligações, ocorre em virtude de uma ligação dupla ser 
formada por um orbital sigma (σ) e um orbital (π), de modo que o elétron que está no orbital 
pi ligante vai para o orbital pi antiligante que tem maior energia. (para detalhes maiores vide 
teoria do orbital molecular). A transição nas C=C é na C=O é representada na figura abaixo, 
essas espécies químicas são denominadas cromóforos ou substâncias que trazem a cor: 
Para C=C:​ π-π* 
Para C=O: (orbital não-ligante) n-π* 
Aminoácidos como a Fenilalanina, Tirosina e Triptofano são os principais responsáveis pela 
absorção de luz das proteínas em virtude de possuírem o anel benzênico em sua estrutura 
química, além da ligação peptídica listada acima. A luz é absorvida na faixa de 280nm. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3.6. Lei de Lambert-Beer 
 
A “força vital” da espectrofotometria está fundamentada na lei de Lambert-Beer, que 
estabelece: “A absorbância é diretamente proporcional a concentração da solução de 
amostra.” 
 
 
Ou: 
Log(I/I​0​)=εcl 
A= ε x C x l 
Onde: A é a absorbância, ε é o coeficiente de extinção molar e l é o comprimento da cubeta. 
Os componentes principais de um espectrofotômetro são apresentados e suas respectivas 
funções: 
Fonte de Luz: é composta por uma lâmpada de deutério e uma lâmpada de tungstênio 
(semelhante à lâmpada de carro). A lâmpada de deutério emite radiação UV e a de tungstênio 
emite luz visível. 
Monocromador: alguns espectrofotômetros ainda possuem um prisma como 
monocromador, porém os mais modernos possuem dispositivos eletrônicos que transformam 
a luz incidida em vários comprimentos de onda, em um só comprimento, ou seja, a luz 
monocromática. 
 
 
Cubeta​: é o recipiente propício para conter a amostra que será utilizada na análise, as 
cubetas podem ser de quartzo, vidro e acrílico, porém recomenda-se que seja usada uma 
cubeta de quartzo por que o vidro e o plástico absorvem UV e causa a reflexão da luz visível. 
Detector: o detector é um dispositivo que detecta a fração de luz que passou pela 
amostra e transfere para o visor e para o computador acoplado ao aparelho. 
 
3.7. Espectro de luz visível 
Com a evolução da Física ao longo dos anos, os cientistasperceberam que a luz 
possui um comportamento similar ao das ondas eletromagnéticas, a luz é uma oscilação e se 
propaga no vácuo com uma certa variação no tempo (frequência). Podemos associá-la como 
um exemplo para o som, sem caracterizar muitos detalhes o som é uma vibração mecânica do 
ar, onde frequências diferentes caracterizariam sons graves e agudos. Assim como o som, as 
frequências determinam as cores para a luz, para uma determinada faixa de frequências 
podemos observar as cores, e essa faixa de cores é chamada de​ ​espectro de luz visível. 
 
Figura 1 – Ilustra a faixa dentro do espectro eletromagnético visível, ou seja, o Espectro 
Visível, escala em comprimento de onda. 
 
Os limites do espectro visível variam de pessoa para pessoa, mais ou menos, sendo 
assim, os olhos dos seres humanos têm uma faixa definida, se limitando entre 350 nm a 700 
nm dos comprimentos de ondas para a luz visível. 
Podemos dizer então que para cada cor temos uma determinada frequência e 
comprimento de onda que a distingue das demais, temos por exemplo: a luz vermelha que é 
uma luz de menor frequência e consequentemente menor energia, já o violeta é uma luz de 
maior frequência e nos submete a maior energia. 
Existe a relação entre comprimento de onda (λ) e frequência (f), cuja relação é 
inversamente proporcional, onde o comprimento da onda é dado pela divisão da velocidade 
da onda (no caso a velocidade da luz (c = 3x10​8​m/s)), pela frequência da onda. 
λ = c/f 
 
 
 
Cor Comprimento de onda (nm) Frequência (THz) 
Vermelho 625 a 740 480 a 405 
Laranja 590 a 625 510 a 480 
Amarelo 565 a 590 530 a 510 
Verde 500 a 565 600 a 530 
Ciano 485 a 500 620 a 600 
Azul 440 a 485 680 a 620 
Violeta 380 a 440 790 a 680 
 
Os estudos da energia da luz podem ser observados em diversos trabalhos da física, 
desde Newton com os estudos da separação da luz branca utilizando um prisma, as mais 
sofisticadas técnicas de análises espectrográfica. 
Um exemplo muito próximo de nós que mostra a “força”, ou melhor, a energia das 
frequências de luz, é o efeito fotoelétrico, que está presente nos shoppings ou 
estabelecimentos, onde a porta abre sozinha quando nos aproximamos. 
Um dos precursores nesse estudo foi Heinrich Hertz em meados 1884, e um outro 
trabalho muito famoso que explicou satisfatoriamente o efeito publicado em 1905, intitulado 
“​Um ponto de vista heurístico sobre a produção e transformação da luz ​”, onde ninguém mais 
que Einstein propôs uma explicação do efeito fotoelétrico e ganhou o prêmio Nobel por isso. 
A relação energia (E) e frequência (f), proposta por Einstein, é proporcional e está 
relacionada por uma constante, a constante de Planck (h), dada pela equação abaixo: 
E = hf 
Ao observarmos o espectro de radiação por completo as ondas eletromagnéticas tem 
uma atuação muito presente em nossas vidas, muito mais do que se imagina, a figura abaixo 
traz as frequências para as ondas e algumas aplicações. 
 
 
Claramente percebemos que a faixa do espectro visível é apenas uma pequena porção 
quando comparada ao vasto mundo das ondas eletromagnéticas que nos rodeiam. 
 
3.8. Equilíbrio ceto-enólico 
Tautomeria é o caso particular de isomeria funcional em que dois isômeros ficam em 
equilíbrio dinâmico. 
 
Os casos mais comuns de tautomeria ocorrem entre aldeído e enol 
 
Um enol seria um composto cuja estrutura –OH aparece ligada a um dos átomos da ligação 
dupla carbono-carbono. 
 
Na tautomeria ceto-enólica o equilíbrio encontra-se geralmente deslocado no sentido da 
estrutura em que o hidrogênio se encontra ligado ao átomo de carbono e não ao elemento que 
se encontra ligado a átomos mais eletronegativos. Existe um equilíbrio entre as duas formas 
(cetona e álcool), mas geralmente está mais deslocado para o lado da cetona. 
 
 
 
Rearranjos ceto-enólicos ocorrem com grande facilidade, devido a polaridade da 
ligação OH (oxigênio é muito eletronegativo). O íon hidrogênio se separa com facilidade do 
oxigênio, com a formação de um íon híbrido; ao retornar, o íon hidrogênio (muito 
provavelmente outro e não o que saiu) pode se fixar no oxigênio ou no íon do carbono. Se 
regressar ao oxigênio, pode facilmente voltar a sair, entretanto, se regressar ao carbono, tende 
a se manter nele. Tem-se aqui, um exemplo da tendência de um ácido forte que desloca um 
ácido fraco dos seus sais. 
 
 
4. MATERIAIS UTILIZADOS 
 
● Acetilacetona 
● Acetona 
● Ácido nítrico 
● Água 
● Álcool 
● Balão de fundo redondo 
● Banho de gelo 
● Béquer 
● Bicarbonato de sódio 
● Chapa de aquecimento 
● Condensador de refluxo 
● Espectroscópio eletrônico 
● Éter etílico 
● Filtro 
● Nitrato de cobalto hexahidratado 0,1 mol/L 
● Peróxido de hidrogênio 30% 
 
 
 
 
 
5. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 
5.1. Síntese do precursor. 
 
Em um béquer colocam-se 4,2 g de NaHCO ​3​ em 5 mL de água, ocorrerá a formação 
de uma pasta branca que será mantida em banho de gelo. Em outro béquer adicionam-se 2,91 
g de Co(NO ​3​)​2​.6H​2​O (0,01 mol) em 1,0 mL de solução de peróxido de hidrogênio 30%. Esta 
mistura será adicionada gota a gota, sob agitação, à pasta fria o bicarbonato de sódio, 
mantendo sobre o banho de gelo. 
Haverá formação de um precipitado verde escuro. A mistura reacional permaneceu 
sob agitação (0०C) por 1 hora. Após, filtra-se o sólido verde, lava-se com 3x10mL de água 
gelada, lava-se também com álcool absoluto e éter etílico. o rendimento deve ser calculado. 
 
5.2. Síntese do trisacetilacetonatocobalto(III)​. 
 
Em um béquer de 50 mL coloque 1,8 g do precursor tris-carbonatocobaltato(III) de 
sódio triidratado e adicione 4 mL de água. Transfira a solução aquosa para um balão de fundo 
redondo e com junta esmerilhada, o qual já deve conter 1,5 mL de acetilacetona, 6 mL de 
acetona e 1,05 mL de ácido nítrico 65%. Acople o balão ao condensador de refluxo fixando o 
sistema em um suporte universal e conecte a circulação de água no condensador. 
Mantenha a mistura reacional sob aquecimento ( use um banho térmico com copo de 
béquer de 400 mL com água e chapa de aquecimento - aqueça lentamente até 
aproximadamente 60०C) e deixe o sistema reacional em refluxo por aproximadamente cerca 
de 30 minutos. Após este tempo, retire o condensador e deixe em aquecimento por mais 10 a 
15 minutos. Filtre o precipitado em sistema de pressão reduzida e lave várias vezes o 
precipitado com água. No próprio filtro, coloque acetona para solubilizar o precipitado (3x10 
mL) recolhendo a solução em um copo de béquer de 100 mL. Adicione 20 mL de água sobre 
a solução em acetona e deixe recristalizado até a semana seguinte. 
 
5.3. Espectroscopia Eletrônica. 
 
Após recristalizado, filtre o produto e coloque-o na estufa a 115०C por 15-30 minutos. 
Em seguida, prepare 6 soluções nas seguintes concentrações: 2,00x10​-3​; 3,00x10​-3​; 4,00x10​-3​; 
6,00x10 ​-3​; 7,50x10​-3​ e 9,00x10​-3​ mol.L​-1​ para o estudo espectroscópico e confecção da curva 
de calibração com base na Lei de Lambert-Beer. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
6.1. Síntese do precursor: Tris-carbonatocobaltato(III) de sódio triidratado. 
 
Coloca-se 4,25 g de bicarbonato de sódio em 5 mL de água, formando uma pasta 
branca mantida em banho de gelo. 
6 NaHCO​3​ ⇄​ ​6 Na​
+​ + 6 H​+​ + 6 CO​3​2- 
Em outrobéquer adiciona-se 2,88 g de Co(NO ​3​)​2​.6H ​2​O 0,01 mol ( sal de Co​2+​) em 1,0 
mL de peróxido de hidrogênio 30%. 
 
2 Co(NO​3​)​2​.6H​2​O + H​2​O​2​ ⇄ 2 Co​3+​ + 2 OH​-​ + 4 NO​3​-​ + 12 H ​2​O 
 
Essa mistura será adicionada, gota a gota sob agitação, à pasta fria do bicarbonato de 
sódio. 
Nesta reação o Co ​2+​ será oxidado para Co​3+ ​ ​ através do peróxido de hidrogênio, mas 
apenas o H​2​O​2​ não consegue oxidar o Co​2+ ​ pois ele possui um potencial de oxidação muito 
baixo portanto precisaremos do quelato CO ​3​2-​ , como seu C​4+​ não pode mais ser oxidado o 
único núcleo que poderá ser oxidado é o sal de cobalto, que passará de vermelho (Co​2+​ ) para 
verde (Co ​3+​), isso ocorre por causa da teoria do campo cristalino, pois o carbonato ao se 
aproximar dos orbitais d que estão no eixo do Co​2+​ fará com que haja uma repulsão 
aumentando sua energia e estabilizando os orbitais d que estão fora do eixo, como o 
carbonato é um ligante bidentado ele tem um campo forte e irá gerar um baixo spin, 
facilitando a retirada do elétrons através do H ​2​O​2. 
Haverá a formação de um precipitado verde escuro que deverá ser filtrado e lavado com água 
gelada, álcool e éter. 
 
2 Co ​3+​ + 6 CO​3​2-​ + 6 H​2​O + 6 Na​+​ → 2 Na​3​[Co(CO ​3​)​3​].3H ​2​O​(s) 
 
 
 
 Figura 1: tris-carbonatocobaltate(III) de sódio triidratado 
 
 
Rendimento: 
 
M.M(NaHCO​3​) = 84 g/mol 
M.M(Co(NO​3​)​2​.6H​2​O) = 291 g/mol 
M.M(Na​3​[Co(CO​3​)​3​].3H​2​O) = 362 g/mol 
 
Calcula-se o reagente limitante da reação: 
 
2 Co​3+​ + 6 CO​3​2-​ + 6 H​2​O + 6 Na​+​ → 2 Na​3​[Co(CO​3​)​3​].3H​2​O ​(s) 
 
Através de ​n = m/M.M 
Para o NaHCO​3 ​ temos: n = 4,25g/84g.mol​-1​ n = 0,05 mol de CO ​3​2- 
Para Co(NO​3​)​2​.6H​2​O temos: n = 2,88g/291g.mol​-1 ​ n = 9,9x10​-3​ mol Co ​3+ 
 
Temos então que o reagente limitante é o Co​3+​ , portanto: 
n(Na​3​[Co(CO​3​)​3​].3H​2​O) = nCo​3+ 
m = n x M.M → ​m = 9,9x10​-3​ mol x 362g m = 3,59 g de Na​3​[Co(CO​3​)​3​].3H​2​O 
 
Como obtivemos após a pesagem 1,8 g de composto. O rendimento foi de 50,14% 
 
3,59 - 100% 
1,8 - x x = 50,14% 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5.2. Síntese do trisacetilacetonatocobalto(III)​. 
 
Em um béquer foi adicionado 1.82 g do precursor e 4 mL de água. A solução foi 
transferida para um balão de fundo redondo e com junta esmerilhada que continha 
acetilacetonato, acetona e ácido nítrico(para haver um excesso de H+ no meio para formar 
H​2​CO​3​). foi acoplado o balão ao condensador de refluxo. Mantendo a mistura sob 
aquecimento em aproximadamente 60०C durante 30 minutos, após retirado do condensador 
foi deixado por mais 10 minutos apenas sob aquecimento. O precipitado foi filtrado em 
pressão reduzida e lavado algumas vezes com água. No próprio filtro foi adicionado acetona 
para solubilizar o composto e mais 20 mL de água, deixamos recristalizando até a semana 
seguinte e não obtivemos cristais. 
Com o aquecimento, as ligações do carbonato com o cobalto(III) são rompidas, em 
um meio ácido, com íons acetilacetonato o cobalto(III) forma um complexo ainda mais 
estável, por além de ser bidentado ele possui ressonância. 
 
 
 
Figura 2: trisacetilacetonatocobalto(III) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5.3. Espectroscopia Eletrônica 
 
Como não obtivemos cristais, utilizamos o produto que já estava pronto. Em seguida, 
prepare 6 soluções nas seguintes concentrações: 2,00x10​-3​; 3,00x10​-3​; 4,00x10​-3​; 6,00x10​-3​; 
7,50x10 ​-3​ e 9,00x10​-3​ mol.L​-1​ para o estudo espectroscópico e confecção da curva de 
calibração com base na Lei de Lambert-Beer. 
A concentração usada foi de 4,00x10​-3​ ​mol.L​-1​, que após descobrirmos a massa usada, 
foi diluída em 25 mL de acetona. 
Cálculo da massa: 
M.M (Co(acac)​3​) = 356,3 g/mol 
 ​m = C x M.M 
 m = 4,00x10​-3​ mol.L​-1​ x 356,3 g/mol 
m = 1,42 g/L 
 
 
 
Como precisamos para 25 mL: 
 
1,42 g - 1 L 
 Xg - 0,025 L 
 X = 0,035 g de Co(acac)​3 ​ para preparo da solução. 
 
Após todas as soluções foram colocadas no espectroscópio para confecção da curva 
de calibração. 
 
 
 
 
Obtivemos esse resultado com os seguintes dados: 
 
 
C ​(mol/L) ƛ A 
 2,00x10​-3 594 0,287 
 3,00x10​-3 594 0,584 
 4,00x10​-3 594 0,549 
 6,00x10​-3 596 0,823 
 7,50x10​-3 595 1,052 
 9,00x10​-3 596 1,184 
 
 
 
Com o gráfico vimos que conforme a concentração aumenta, a absorbância também aumenta. 
 
Para calcular nosso coeficiente de absorção molar temos: 
 
 ​A= ε x C x ​l 
 
A = 0,549 
C = 4,00x10​-3​ mol.L​-1 
l​ = 1 cm 
 
ε = ​0,549/4,00x10​-3​ mol.L​-1 ​x 1 cm 
 
ε = 137,24 cm​-1​mol​-1​ L 
 
 
ε ​é o coeficiente angular da reta, ele está ligado ao grau de permissividade da 
passagem de elétrons de um orbital de mais baixa energia para um de mais alta energia, nos 
fazendo ver cor ( se estiver no espectro visível). 
 
 
7. CONCLUSÃO 
 
O experimento foi realizado com sucesso sem nenhum imprevisto, mostrando como a 
espectrometria de um composto pode implicar se este é muito ou pouco concentrado, partindo 
do comprimento de onda produzido através do espectrofotômetro. Sendo que, na primeira 
parte obtivemos um rendimento de 50% e na segunda parte não foi possível obter cristais. 
 
 
8. REFERÊNCIAS 
 
[1] - ​http://www.geocities.ws/ramos.bruno/academic/cobalto.pdf (acessado em 24/10/2018) 
[2] - ​https://www.infoescola.com/quimica/teoria-do-campo-cristalino/ (acessado em 
24/10/2018) 
[3] - ​https://www.infoescola.com/quimica/espectrofotometria/ ​(acessado em 24/10/2018) 
[4] - H. F. BAUER, W. C. DRINKARD., A General Synthesis of Cobalt(III) Complexes 
Na[Co(CO3)3].3H20. New Intermediate, Journal of the American Chemical Society, v.82, 
n19, p 5031-5032.