introduo- CLORETO DE TRIS(ETILENODIAMINO)NÍQUEL II

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO DO SUL
CURSO DE QUÍMICA – BACHARELADO
DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA EXPERIMENTAL II
RELATÓRIO: 
SÍNTESE DO CLORETO DE TRIS(ETILENODIAMINO)NÍQUEL II
NOME: ARIANE QUARESMA ARCE
CAMPO GRANDE
2013
Relatório: 
SÍNTESE DO CLORETO DE TRIS(ETILENODIAMINO)NÍQUEL II
RELATÓRIO DAS AULAS PRÁTICAS DE INORGÂNICA EXPERIMENTAL II – CURSO BACHARELADO EM QUÍMICA TECNOLÓGICA. Centro de Ciências exatas da Universidade Federal de Mato Grosso do Sul.
Professor: Gleison Casagrande
Sumário
Introdução.......................................................................................................................2
Objetivo...........................................................................................................................3
Materiais e reagentes.......................................................................................................3
Discussão e resultado.......................................................................................................4
Conclusâo..............................................................................................................6
Anexo ..............................................................................................................................7
Bibliografia.......................................................................................................................8
Introdução
O metal níquel é dúctil e resistente a corrosão. Ocorre na natureza em combinação com arsênio, antimônio e enxofre. Apresenta condutividade elétrica e térmica elevadas. Em solução aquosa o estado de oxidação +2 é o mais importante, sendo pouco comuns as reações de oxidação de +2 para +3. (SHRIVER, D. F,2008)
O íon Ni(II) em solução aquosa acha-se coordenado a moléculas de água em uma geometria octaédrica, formando o íon complexo [Ni(H2O)6] 2+ , de cor verde. Em muitos casos, a formação de outros complexos ocorre através de reações de substituição das moléculas de água por outros ligantes (moléculas neutras: NH3, etilenodiamina, etc., ou ânions: Cl-, OH-, etc.).
A reação de formação do complexo cloreto de hexaaminoníquel(II), por exemplo, resulta da troca de moléculas de água por moléculas de amônia, no complexo octaédrico [Ni(H2O)6] 2+,
[Ni(H2O)6] 2+(aq) + 6 NH3(aq) → [Ni(NH3)6] 2+ (aq) + 6H2O(l) 
Muitos complexos são reativos e trocam ligantes rapidamente – são chamados complexos lábeis. Outros só o fazem muito lentamente, sendo conhecidos como inertes. Os complexos de metais de transição são geralmente lábeis, com exceção dos formados com os íons Cr(III) e Co(III). A partir do estudo dos complexos inertes muitas informações sobre mecanismos de reação, isomeria, etc., foram obtidas, uma vez que estes compostos podem ser facilmente isolados. A labilidade dos complexos e a capacidade de formar isômeros cis e trans são resultados dos efeitos cinéticos existentes, mas efeitos termodinâmicos também podem orientar os produtos finais de uma reação (SHRIVER, D. F,2008).
Um efeito importante é o efeito quelato, que diz respeito à maior estabilidade de complexos formados com ligantes que possuam dois ou mais sítios de coordenação disponíveis, quando comparada a dos formados com ligantes monodentados. A etilenodiamina (en = H2NCH2CH2NH2) é um ligante bidentado e forma com o íon Ni(II) o complexo [Ni(en)3]2+ que é 1010 vezes mais estável que o complexo [Ni(NH3)6]2+ apesar da basicidade dos átomos de nitrogênio da etilenodiamina e da amônia serem semelhantes (LEE.J.D,1971). Assim a etilenodiamina desloca a amônia:
[Ni(NH3)6]2+ + 3 en → [Ni(en)3]2+ + 6 NH3 K= 109,7
A razão para este fenômeno se deve ao fato de que a entropia do sistema aumenta mais no caso da etilenodiamina coordenada do que no da amônia. A obtenção de [Ni(en)3]C_2.2H2O pode ser feita pela reação entre a etilenodiamina concentrada e solução de cloreto de hexaaminoníquel (II) (LEE.J.D,1971). A equação da reação de obtenção pode ser descrita como:
[Ni(NH3)6]Cl2 + 3 en + 2H2O → [Ni(en)3]Cl2.2H2O + 6 NH3 
Objetivo
 
substituição de um ligante monodentado por um bidentado – efeito quelato.
Materiais
Béquer de 50 e de 100 mL; 
Proveta de 10 mL; 
Bastão de vidro; 
Conjunto para filtração à vácuo (funil de Büchner; quitasato; papel de filtro; trompa d'água); 
Cápsula de porcelana grande (para banho de gelo);
Cápsula de porcelana pequena; 
Balança; 
Espátula; 
Vidro de relógio; 
Reagentes e indicadores
[Ni(NH3)6]Cl2; 
Etilenodiamina 98%; NH3 conc. (d = 0,91 g/mL; conc. = 25-28 % em massa ou 15 mol/L); 
Álcool etílico; 
Procedimento Experimental 
	Em um becker de 200 mL, prepara-se uma solução dissolvendo-se 0,4754g de [Ni(NH3)6]Cl2 em aproximadamente 30 ml de água destilada. À esta solução, adiciona-se, lentamente, uma mistura de 7,5 mL de etilenodiamina previamente dissolvidos em 15 mL de etanol comercial. A solução cloreto de tris(etilenodiamino)níquel(II) diidratado resultante, permaneceu sob agitação durante 40 minutos. Sob aquecimento, concentrou-se o sistema reacional à metade do volume inicial, seguindo-se repouso durante uma semana. Após filtração, os cristais formados são lavados com pequenas porções de etanol comercial gelado. O complexo [Ni(en)3]Cl22H2O pode também ser obtido à partir de NiCl26H2O, seguindo-se o mesmo procedimento acima.
Resultados e Discussão 
A reação de formação do complexo cloreto de hexaaminoníquel(II), por exemplo, ocorre quando há a troca de ligantes de água por ligantes de amônia, no complexo octaédrico [Ni(H2O)6] 2+.[1] Este novo complexo formado adquiriu coloração azul escuro, segundo a reação a seguir:
[Ni(H2O)6] 2+(aq) + 6 NH3(aq) [Ni(NH3)6] 2+ (aq) + 6H2O(l)
Quando aproximadamente 7,5 ml da solução de etilenodiamina diluída foi adicionada lentamente na solução de cloreto de hexaaminoníquel(II) esta adquiriu uma coloração azul, e ao continuar adicionando etilenodiamina nesta solução, a mesma foi se tornando roxa e com o acréscimo de mais etilenodiamina a solução ficara rósea. Isto ocorre, pois a etilenodiamina (en = H2NCH2CH2NH2) é um ligante bidentado e forma com o íon Ni(II) o complexo [Ni(en)3]2+ que é mais estável que o complexo [Ni(H2O)6]2+ (SHRIVER, D. F,2008).
 A razão para este fenômeno se deve ao fato de que a entropia do sistema aumenta mais no caso da etilenodiamina coordenada do que no caso da amônia e a formação de complexos de níquel II se dá através de reações de substituição das moléculas de água por outros ligantes(moléculas neutras: NH3,etilenodiamina), estes formam complexos octaédricos no caso na reação da solução de níquel II com as soluções de etilenodiamina e com NH3 em excesso com a formação do [Ni(en)3]2+ e [Ni(NH3)6] 2+ (CECCHI,P.et al,1995).
 Segundo as seguintes reações:
	
Ni(H2O)6] 2+(aq) + H2NCH2CH2NH2(aq) Ni(H2O)4en] 2+(aq)
Ni(H2O)4en] 2+(aq) excesso em em en [Ni(en)3]2+(aq)
[Ni(NH3)6]Cl2 + 3 en + 2H2O → [Ni(en)3]Cl2.2H2O + 6 NH3 
Cálculos de rendimento:
MM[Ni(NH3)6]Cl2= 231,5 g
MM[Ni(en)3]Cl2.2H2O= 309,89 g 
Massa pesada= 04630 g 
Massa obtida= 0,11 g
231,5 g [Ni(NH3)6]Cl2 ...............................309,89 g [Ni(en)3]Cl2.2H2O
0,4754g..................................................................X
X= 0,637 g .........................................100% 
 0,11 g ...........................................Y%
 Y= 17,26% de [Ni(en)3]Cl2.2H2O
	Rendimento : 17,26%
	Ponto de decomposição : 210-247ºC começa a desidratar
 250-247ºC começa a decomposição
	Caracterização por IR : 
As vibrações de estiramento assimétrico ν (N-Hass) e simétrico ν (N-Hs) foram observadas na faixa de 3423 a 3200 cm-1. A deformação angular δ no plano (Ν-Η) foi observada em torno de 1430 cm-1. A banda de deformação δ fora do plano(N-H) forte em 690cm-1(900-650). 
		Há três tipos possíveis de movimentos associados com a cadeia N-C-C-N do ligante: estiramento C-C, estiramento C-N e a flexão da cadeia N-C-C-N (flexão no plano e movimento torsional). Para as vibrações de estiramento, bandas provenientes da combinação ν(C-N) + ν(C-C) foram observadas para os complexos com ligante etilenodiamina em torno de 1080 cm-1 (1020-1250). A banda de deformação axial (C-H) foi observada em torno de 745 cm-1 e uma banda de estiramento de alcano em torno de 2925 cm-1.
		Os dados obtidos estão em acordo com a literatura(Bennett, A.M.A et al.1990). Adicionalmente, o complexo [Ni(en)2(H2O)2]Cl2 apresentou uma banda alargada em 3423 cm-1 atribuída à banda de estiramento (O-H) do ligante aqua que se sobrepõe aos estiramentos (N-H).
CONCLUSÃO 
De acordo com os objetivos propostos na introdução neste trabalho sobre a síntese e obtenção do complexo de [Ni(en)3]Cl2.2H2O conclui-se que a sintese foi bem sucedida já que o espectro de infravermelho demonstrou que a substancia isolada foi o complexo de bis-trifenilfosfina de cobre II, e que o baixo rendimento foi devido a baixa quantidade de massa [Ni(NH3)6]Cl2 utilizada.
REFERÊNCIA 
Bennett, A. M. A.; Foulds, G. A.; Thornton, D. A.; Watkins, G. M.; Spectrochim. Acta, Part A 1990, 46, 13.
CECCHI,P.et al.Polyedron,14,p.2441-2449,1995.
LEE, J. D. Fundamentos da quimica inorganica. Sao Paulo: Edgard Blucher ; EDUSP, 1971. 248 p.
Rochhow, E. G. - Inorganic Synthesis, Vol. VI.
SHRIVER, D. F; ATKINS, P. W. Química inorgânica. 4. ed. Porto Alegre: Bookman, 2008. 847 p