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THAÍSA ALVES VITAL DOS SANTOS SÍNTESE DO CLORETO DE HEXAAMINONIQUEL II E DO CLORETO DE TRIS (ETILENODIAMINA) ANÁPOLIS, JUNHO 2017 RESUMO O complexo cloreto de hexaaminoniquel II e formado por ligantes monodentados e o complexo cloreto de tris(etilenodiamina) níquel II e formado por ligantes bidentado. Este experimento teve como objetivo a Síntese do complexo cloreto de hexaaminoniquel II e o complexo, cloreto de tris(etilenodiamina) níquel II, também como objetivos específico os cálculos de rendimento dos mesmo. A síntese de complexo e uma técnica que atua na separação dos ligantes de determinados complexos, gerando complexo mais estáveis como os obtidos nesse trabalho, foi adicionado NH4OH e NH4CL na solução de NiCl2. 6H2O , nota-se que, como a amônia e um ligante monodentado e esta presente nas soluções adicionadas, gerou o complexo cloreto de hexaaminoniquel II {[Ni(NH3)6]} de cor azul, o cloreto de níquel possuía cor verde limão, posteriormente nesse mesmo complexo cristalino formado foi adicionada etilenodiamina {[Ni(NH3)6]Cl2}, ligante bidentado, e formando assim um complexo cristlino tris(etilenodiamina) níquel II {Ni(en)3]Cl2.2H2O} bidentado de cor roxa, observou-se que, o fato na mudança na coloração se deu por causa da mudança dos ligantes adicionados. Assim os resultados obtidos na forma de rendimento foram; 28,34% para o cloreto de hexaaminoniquel II e de 76,08% para o cloreto de tris(etilenodiamina)NiII, INTRODUÇÃO Os complexos de coordenação tiveram suas primeiras investigações no que diz respeito a química de coordenação entre 1875 e 1915, o químico Alfred Werner ganhou o prêmio Nobel de Química em 1916. Esses complexos estão definidos como compostos que possuem átomos ou íons metálicos ligados a outros átomos ou grupos de átomos que recebem o nome de ligantes. Os íons metálicos são espécies que recebem ares de elétrons, ou seja,atuam como ácido de Lewis enquanto que os ligantes são espécies doadoras de pares de elétrons sendo assim consideradas bases de Lewis (RAMOS, 2011). Em geral nos complexos três séries de elementos são formados pelo preenchimento dos níveis eletrônicos 3d, 4d, e 5d. Em conjunto eles constituem os elementos do bloco d e são comumente denominados de elementos de transição (LEE.J.D, 1999). O Níquel e um metal de transição pertencente ao bloco d da tabela periódica, possui cor branca prateada com tons que se aproximam do amarelo, suas características são, resistente a corrosão e dúctil , apresenta brilho metálico e são bons condutor de eletricidade e de calor, seu estado de oxidação em solução aquosa e de +2, o íon Ni2+ em água apresenta geometria octaédrica formando o complexo [NI(H2O)6] 2+ de cor verde. O níquel e utilizado para melhorar as propriedades físicas de vários metais, sendo que a grande maioria e aplicada em ligas de ferro, também utilizado na fabricação de pólos elétricos e cubas eletrolíticas e catalisadores etc. O [Ni(NH3)6]Cl2, ou seja, cloreto de hexaaminoniquel II é um sólido de cor azul violeta com estrutura cristalina e é solúvel em água e em solução de amônia concentrada, e um complexo que, quando aquecido se decompõem liberando NH3(g), a obtenção do cloreto de hexaaminoniquel II se da através das seguintes reações: NiCl2.6H2O → Ni 2+ + 2Cl-+ 6H2O Ni2+ + H2O → [Ni(H2O)6] 2+ NH4OH → NH4 + + OH- → NH3 + + OH- Ni(6H2O)6] 2+ (S) + 6NH3(aq) → [Ni(NH3)6] 2+ NH+Cl → NH4 + + Cl- [Ni(NH3)6] 2+ + 2Cl- → [Ni(NH3)6]Cl2 Complexos e um composto que normalmente e formado por um íon metálico com uma molécula de outra substância, o íon metálico funciona como um receptor de elétrons PI denominados ligantes, Base de Lewis, os compostos podem ser facilmente isolados, pois possuem a capacidade de quebrar suas ligações e formar outras ligações com compostos mais estáveis, resultado do efeito termodinâmico denominado de efeito Quelato, que da maior estabilidade ao complexo formado com os ligantes que possuem dois ou mais sítio de coordenação disponível quando comparado com os ligantes monodentados. As propriedades magnéticas e das cores dos complexos dos metais de transição estão relacionadas á presença de elétrons d nos orbitais do metal, assim a habilidade de um íon metálico atrair ligantes ao seu redor, por exemplo, a água se da pela interação ácido-base de Liwes, quando um ligante doa um par de elétrons para um orbital vazio do metal (BROWN, 2005). Portanto, grande parte da interação entre o íon metálico e os ligantes se dá pelas forças eletrostáticas entre a carga positiva do metal e as cargas negativas dos ligantes. O complexo [Ni(en)3] 2+Cl2 e formado pelo ligante bidentado etilenodiaminal (en- H2NCH2CH2NH2) com o íon NiII, que e mais estável que o complexo Ni(NH3)6] 2+, mesmo pelo fato da basicidade dos átomos de nitrogênio da etilenodiamina e da amônia serem parecidos a etilenodiamina desloca a amônia, isso acontece devido a entropia do sistema aumenta mais para a etilenodiamina coordenada no que da amônia. A reação para obtenção do [Ni(e)3]Cl2.2H2O: [Ni(NH3)6]Cl2+ 3en+2H2O → [Ni(en)3 Cl2.2H2O+ 6NH3 Nesse sentido, o presente relatório apresenta como objetivo geral: Síntese do complexo [Ni(NH3)6]Cl2 e o complexo cloreto de três(etilenodiamina) níquel II. OBJETIVO Sintetizar um complexo de níquel a partir de seus constituintes analisando as forças dos ligantes substituintes. METODOLOGIA Dissolveu-se 3,005 g de NiCl2.6H2O que possui a cor verde limão em um mínimo de água destilada quente, aproximadamente 90° Celsius, e agitou-se bem ate completar a dissolução, após a dissolução adicionou gradualmente em capela 6 mL de NH4OH agitando sempre, concluída essa parte esfriou se em água corrente . Adicionou-se 5 mL de solução de amoniacal de NH4Cl e deixou em repouso por 15 minutos em banho de gelo para assim os cristais fossem totalmente formados , durante esse tempo o comportamento permaneceu estável com cor azul escuro, a filtração a vácuo se deu da seguinte forma, colocou-se o papel no kitasato e molhou com etanol gelado para fixar bem o papel,durante a filtração os compostos formados foram constantemente lavados éter etílico para assim ter maior aproveitamento, após filtrado colocou se para secar e no dia seguinte foi feito a pesagem e se obteve o seguinte peso 0,9014g. Para a síntese do Ni(en)3]Cl3.2H2O dissolveu 0,9014g de [Ni(NH3)6]Cl2 em 10 mL de água destilada e agitou se bem até completar a dissolução, em seguida adicionou-se 1,5 mL de de solução de etilenodiamina a solução de [Ni(NH3)6]Cl2 e agitou-se bem, evaporou a solução em banho Maria até o volume próximo de 5mL depois adicionou 1 gota de etilenodiamina e resfriou se em banho de gelo. Filtrou os cristais obtidos lavando com etanol, após a secagem dos cristais obtidos foi feito a pesagem e o cálculo de rendimento. RESULTADO E DISCUSSÃO Obtenção do complexo [Ni(NH3)6] Cl2 A principio o cloreto de níquel apresentava cor verde, posteriormente ao ser adicionado em capela uma solução de 6 mL de NH4OH concentrado e agitando continuadamente, ao adicionar o NH4OH ouve se uma mudança na coloração passando do verde para o azul. O composto de níquel que fora obtido, possui seis moléculas de amônia como ligante de coordenação octaédrica de acordo com a figura 1. Figura 1: Geometria Octaédrica Assim compreendeu que se tratou de uma reação exotérmica havendo liberação de energia em forma de calor já que a solução foi resfriada em banho de gelo, após adicionado a solução de amoniacal NH4Cl em banho de gelo, nota se que, a solução amoniacal ajuda a forma mais complexo devido ao efeito íon comum que e,quando adicionamos a um equilíbrio iônico um íon já existente o equilíbrio será deslocado no sentido de diminuir a concentração em quantidade de matéria do íon em questão, o cloreto de amônia proporcionou o deslocamento para o sentido dos produtos, durante o tempo de 15 minutos em que a solução permaneceu no banho de gelo para formar os cristais apresentou comportamento estável com coloração azul intenso. Depois de filtrado os cristais, colocou os mesmos para secar e no outro dia foi feito a pesagem, e calculando assim o rendimento. MM[Ni(NH3)6]Cl2 = 231,59 MM NiCl.6H2O = 237,69 PESO NiCl.6H2O = 3,005 g PESO [Ni(NH3)6]Cl2 = 0,975 g RENDIMENTO = 33,39% NiCl.6H2O --------------- Ni(NH3)6]Cl2 202.14/mol 231,59g/mol 3,005g------------- x X = 3,44g 3,44 g-----------100% 0,975-----------x X = 28.34% [Ni(NH3)6]Cl2 Obtenção do complexo [Ni(en)3]Cl2.2H2O: Ao dissolver 0,9014g de [Ni(NH3)6] em água destilada adicionou etilenodiamina à mesma, é uma amina fortemente básica, possui cheiro similar ao da amônia e é incolor, ao ser adicionada na solução de [Ni(NH3)6]+6H2O, hexaaminoníquel(II), ouve uma mudança na coloração aproximando-se do roxo. Portanto, essa mudança na coloração ocorreu devido ao fato da etilenodiamina ser um ligante bidentado e ao ser misturada com o íon Ni formou o complexo [Ni(en)3] 2+ que e mais estável que o complexo Ni(NH3)6] 2+. A estabilidade acontece devido a entropia do sistema, ela aumenta mais para o lado da etilenodiamina coordenada no que para o lado da amônia, assim a etilenodiamina desloca a amônia formando o complexo [Ni(en)3Cl2.2H2O+ 6NH3. Cálculo de rendimento do [Ni(en)3]Cl2.2H2O MM[Ni(NH3)6]Cl2 = 231,59 MM[Ni(en)3 Cl2 = 345,57 PESO [Ni(NH3)6]Cl2 = 0,9014 PESO [Ni(en)3Cl2 = 1,0234 RENDIMENTO = 76,58% [Ni(NH3)6]Cl2 ........................... [Ni(en)3]Cl2. 2H2O 231,59g--------------------345.57g 0,9014g.......................X X =1,3450 g 1,3450....................100% 1,0234 ------------------x X = 76,08% de [Ni(en)3]Cl2.2H2O CONCLUSÃO A síntese de complexo e uma técnica muito importante para separação dos ligantes de determinados complexos, como foi possível notar nos experimentos realizados, tinha-se, ligantes monodentados no complexo [Ni(NH3)6]Cl2 e posteriormente foram formados complexos bidententados no [Ni(en)3]Cl2, que e mais estável que o complexo [Ni(NH3)6]Cl2, notou se também as mudanças na cor de cada complexo, isso se deu a presença dos ligantes monodentados e bidentados. Assim foi possível compreender um pouco do efeito termodinâmico denominado de efeito quelato juntamente com a teoria de Liwes. Com o desenvolvimento desses experimentos obteve-se rendimento de 28,34% para o cloreto de hexaaminoniquel II e de 76,08% para o cloreto de tris(etilenodiamina)NiII, nessa perspectiva conclui-se que, o fato de o rendimento para o cloreto de hexaaminoniquel II não ser relativamente tão próximo da amostra inicial sendo baixo para o volume de ínicio, deve se a alguns fatores ocorrido durante a realização do experimento como possivelmente na filtração, já que na mesma houve uma transferência muito grande de cristais junto com o solvente usado na lavagem, não se foi feita uma nova filtragem para recuperar os cristais perdidos, porem, com o rendimento baixo para a primeira síntese compreendemos que o resultado obtido não foi bem sucedido, comprovando que o experimento realizado não ocorreu como esperado. BIBLIOGRAFIA Ayala J. D.,Bellis V. M. , Química Inorgânica Experimental, Universidade Federal de Minas Gerais, departamento de química- ICEX, 2003. Disponivel em: <http://qui.ufmg.br/~ayala/matdidatico/apostila_inorg_exp.pdf> acesso em 21 de junho de 2016 BROWN, T.L. , et. al. Química a ciência central. 9ª Ed. São Paulo. Pearson, 2007. 902p. LEE, J. D. Química Inorgânica não tão concisa. 5ª ed. São Paulo: Edgar Blucher, 1999. 328p. RAMOS, P.H.Complexos metálicos (Ferro,Níquel e Cobalto) em sistemas de oxidação do tipo fenton: Reações e mecanismos. Tese (doutorado) - Universidade Federal de Lavras. LAVRAS: UFLA, 2011. http://qui.ufmg.br/~ayala/matdidatico/apostila_inorg_exp.pdf
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