RELATORIO SÍNTESE DO COMPOSTO GLICINATO

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SÍNTESE DO COMPOSTO GLICINATO 
DE COBRE, SÍNTESE DE ADUTO ENTRE 
COBRE E COBALTO E URÉIA, E 
RECUPERAÇÃO DO COBALTO NA 
FORMA DE RESÍDUO 
 
 
 
 
Relatório 10 apresentado ao Professora Dra. Ana Maria Pires, da disciplina de 
Química Inorgânica Experimental III, da turma de 2017, do curso de Licenciatura em 
Química. 
 
 
 
 
 
UNESP - FCT - Faculdade de Ciências e Tecnologia 
Presidente Prudente - SP 
14 de Dezembro de 2017 
 
3 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO.............................................................................................. 5 
2 OBTJETIVO................................................................................................... 7 
3 PARTE EXPERIMENTAL ............................................................................ 7 
3.1 Materiais.................................................................................................. 7 
3.2 Reagentes ................................................................................................ 7 
3.2.1 Toxicidade dos reagentes .................................................................. 7 
3.3 Procedimento Experimental .................................................................... 7 
3.3.1 Experimento 1 ................................................................................... 7 
3.3.2 Experimento 2 ................................................................................... 7 
3.3.3 Experimento 3 ................................................................................... 7 
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES.................................................................. 7 
4.1 Experimento 1 – ...................................................................................... 7 
4.2 Experimento 2 – Síntese via reação de estado sólido para formação de 
aduto entre cobre e cobalto e ureia. .............................................................................. 7 
4.3 Experimento 3 – Recuperar o cobalto na forma de resíduo gerado nas 
práticas anteriores e purificar o sobrenadante de forma a torna-lo inofensivo para ser 
descartado na pia......................................................................................................... 13 
5 CONCLUSÃO.............................................................................................. 14 
6 REFERÊNCIAS ........................................................................................... 15 
4 
 
[1] Carp, O.; Patron, L.; Reller, A. Thermal behavior of the coordination 
compound [Co(urea)6](NO3)2]. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, v.73, 
p.867-876, 2003. ............................................................................................................. 15 
 
 
5 
 
1 INTRODUÇÃO 
INTRODUÇÃO 
- Bioinorgânica: síntese do composto de glicinato de cobre(II) 
A bioinorgânica é um ramo da bioquímica que estuda o papel dos metais em 
sistemas biológicos, em especial o papel dos metais de transição. Trata-se de um campo 
relativamente recente da ciência embora existam relatos que datam do século XVIII de 
metais ligados à proteínas ou enzimas. 
Vários metais são essenciais à vida, atuando em varias funções metabólicas. Os 
metais de transição agem como acidos de Lewis. O ferro e o cobre, por exemplo, são 
elementos centrais de metaloenzimas e também de proteínas transportadoras de 
oxigênio. Estes e outros íon metálicos geralmente interagem com biomoléculas 
formando compostos de coordenação e assim, as teorias da química de coordenação 
também se aplicam a sistemas biológicos. Os ligantes mais comumente envolvidos em 
sistemas biológicos são aminoácidos de cadeias laterais e acidos nucleicos. 
(SOBRINHO, 2011). 
As proteínas são constituídas de vinte aminoácidos essenciais. Dentre eles, será 
utilizado nesta pratica a glicina, também conhecido como aminoacético, é o aminoácido 
mais simples, com fórmula geral C2H5NO2. Apresenta somente um hidrogênio em sua 
cadeia lateral e também o único que não é opticamente ativo. Possui dois sítios de 
ligação que podem fazer dela um ligante mono ou bidentado, coordenando centros 
metálicos por meio do nitrogênio do grupamento amina e do oxigênio do carboxilato 
desprotonado. 
O metal ao qual a glicina servirá como ligante será o cobre, metal de transição 
pertencente à família 11 ou 1B. Possui dois estados de oxidação mais relevantes, 1+ e 
2+. Participa das reações de oxidação e redução no metabolismo. A forma na qual o 
cobre se apresenta complexado à glicina é um composto chamado glicinato de cobre(II), 
[Cu(NH2CH2COO)2]. 
 
- Síntese via reação de estado solido para formação de aduto entre cobre e 
cobalto 
6 
 
 
Certos métodos de síntese são classificados segundo o estado físico dos 
reagentes dividindo-se em três categorias: reação em fase solida, em fase liquida, e em 
fase gasosa, sendo as reações em fase solida e liquida as mais exploradas atualmente. 
O método de síntese utilizado foi o que se utiliza de reação em estado sólido 
para formação de adutos. Estes consistem no produto da adição direto de duas ou mais 
moléculas diferentes, resultando em um único produto de reação que contém todos os 
átomos dos componentes iniciais. 
O método consiste em misturar mecanicamente os precursores propiciando a 
interação entre eles e a formação do produto final. 
 
- Recuperação e purificação de resíduos gerados em laboratório 
As praticas anteriores levaram à soluções aquosas residuais contendo íon Co2+, 
se a oxidação a Co3+ não for completa é necessário realizar um procedimento adequado 
de recuperação desse íon e posterior purificação do mesmo. 
É de extrema importância que seja feito um tratamento adequado dos resíduos 
gerados em laboratório, tanto em razão do respeito a legislação quanto em vias de 
diminuir o impacto negativo que pode ser causado à saúde humana e ao meio ambiente. 
Desse modo os resíduos contendo metais pesados devem ser recolhidos e 
armazenados para descarte apropriado. Ou podem ser submetidos à tratamentos por 
meio dos quais possam ser descartados na pia. Faz-se necessário um analise para qual 
melhor tratamento levando em conta também o custo e beneficio do mesmo. 
 
7 
 
2 OBTJETIVO 
3 PARTE EXPERIMENTAL 
3.1 Materiais 
3.2 Reagentes 
3.2.1 Toxicidade dos reagentes 
3.3 Procedimento Experimental 
3.3.1 Experimento 1 
3.3.2 Experimento 2 
3.3.3 Experimento 3 
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES 
4.1 Experimento 1 – 
4.2 Experimento 2 – Síntese via reação de estado sólido para formação de aduto 
entre cobre e cobalto e ureia. 
Compostos de coordenação entre metais de transição e ureia – ou seus derivados 
– têm sido sistemática e progressivamente estudados ao longo das duas últimas décadas. 
Esses compostos têm sido estudados do ponto de vista de sua preparação, estruturas e 
propriedades, principalmente em conexão com sua habilidade em formar compostos de 
coordenação.[1] A ureia, por exemplo, pode formar adutos com cobre e cobalto. Para a 
presente prática, a verificação desta formação pôde ser avaliada pela mudança de 
coloração do produto final. Os adutos foram preparados por síntese no estado sólido, 
outra rota bastante eficiente na preparação de compostos de coordenação. 
Para a formação do aduto, fez-se necessário o cálculo de massa do ligante que 
iria ser utilizado na reação com o metal. Sabendo que em todas as sínteses de estado 
sólido seria utilizado 1g do metal – tanto cobre como cobalto – calculou-se a massa da 
ureia para cada reação sabendo que seriam realizadas duas sínteses com CuCl2.2H2O e 
ureia na proporção 1:2 e 1:4 (Metal:Ligante), e duas sínteses com CoCl2.6H2O e ureia 
na proporção 1:4 e 1:6 (Metal:Ligante). Abaixo estão dispostos os cálculos. 
Tabela 1 – Dados para cálculos de massas da ureia para síntese do aduto 
8 
 
MM CuCl2.2H2O (g.mol-1) MM CoCl2.6H2O (g.mol-1) MM Ureia (g.mol-1) Mteórica ureia (g) 
170, 48 237,92 60,07 1,0• 1:2 (CuCl2.2H2O:Ureia) 
𝒏𝑪𝒖𝑪𝒍𝟐 .𝟐𝑯𝟐𝑶 =
𝒎
𝑴𝑴
=
𝟏, 𝟎𝒈
𝟏𝟕𝟎,𝟒𝟖 𝒈.𝒎𝒐𝒍−𝟏
= 𝟓, 𝟖𝟔𝒙𝟏𝟎−𝟑𝒎𝒐𝒍 
Sabendo que a reação é 1:2, logo: 
𝒏𝒖𝒓𝒆𝒊𝒂 = 𝒏𝑪𝒖𝑪𝒍𝟐 .𝟐𝑯𝟐𝑶 . 𝟐 = 𝟓, 𝟖𝟔𝒙𝟏𝟎
−𝟑𝒎𝒐𝒍 .𝟐 ⇒ 𝒏𝒖𝒓𝒆𝒊𝒂 = 𝟎, 𝟎𝟏𝟏𝟕𝟑 𝒎𝒐𝒍 
𝒎𝒖𝒓𝒆𝒊𝒂 = 𝒏𝒖𝒓𝒆𝒊𝒂 . 𝑴𝑴𝒖𝒓𝒆𝒊𝒂 = 𝟎, 𝟎𝟏𝟏𝟕𝟑 .𝟔𝟎,𝟎𝟕 ⇒ 𝒎𝒖𝒓𝒆𝒊𝒂 = 𝟎,𝟕𝟎𝟒𝟔 𝒈 
 
• 1:4 (CuCl2.2H2O:Ureia) 
Sabendo que a reação é 1:4, logo: 
𝒏𝒖𝒓𝒆𝒊𝒂 = 𝒏𝑪𝒖𝑪𝒍𝟐 .𝟐𝑯𝟐𝑶 .𝟒 = 𝟓,𝟖𝟔𝒙𝟏𝟎
−𝟑𝒎𝒐𝒍 .𝟒 ⇒ 𝒏𝒖𝒓𝒆𝒊𝒂 = 𝟎,𝟎𝟐𝟑𝟒𝟒 𝒎𝒐𝒍 
𝒎𝒖𝒓𝒆𝒊𝒂 = 𝒏𝒖𝒓𝒆𝒊𝒂 . 𝑴𝑴𝒖𝒓𝒆𝒊𝒂 = 𝟎, 𝟎𝟐𝟑𝟒𝟒 .𝟔𝟎,𝟎𝟕 ⇒ 𝒎𝒖𝒓𝒆𝒊𝒂 = 𝟏,𝟒𝟎𝟗𝟒 𝒈 
 
• 1:4 (CoCl2.6H2O:Ureia) 
𝒏𝑪𝒐𝑪𝒍𝟐 .𝟔𝑯𝟐𝑶 =
𝒎
𝑴𝑴
=
𝟏, 𝟎𝒈
𝟐𝟑𝟕,𝟗𝟐 𝒈.𝒎𝒐𝒍−𝟏
= 𝟒,𝟐𝟎𝒙𝟏𝟎−𝟑𝒎𝒐𝒍 
Sabendo que a reação é 1:4, logo: 
𝒏𝒖𝒓𝒆𝒊𝒂 = 𝒏𝑪𝒐𝑪𝒍𝟐 .𝟔𝑯𝟐𝑶 . 𝟒 = 𝟒, 𝟐𝟎𝒙𝟏𝟎
−𝟑𝒎𝒐𝒍 .𝟒 ⇒ 𝒏𝒖𝒓𝒆𝒊𝒂 = 𝟎, 𝟎𝟏𝟔𝟖 𝒎𝒐𝒍 
𝒎𝒖𝒓𝒆𝒊𝒂 = 𝒏𝒖𝒓𝒆𝒊𝒂 . 𝑴𝑴𝒖𝒓𝒆𝒊𝒂 = 𝟎, 𝟎𝟏𝟔𝟖 .𝟔𝟎, 𝟎𝟕 ⇒ 𝒎𝒖𝒓𝒆𝒊𝒂 = 𝟏,𝟎𝟎𝟗𝟗 𝒈 
9 
 
 
• 1:6 (CoCl2.6H2O:Ureia) 
Sabendo que a reação é 1:6, logo: 
𝒏𝒖𝒓𝒆𝒊𝒂 = 𝒏𝑪𝒐𝑪𝒍𝟐 .𝟔𝑯𝟐𝑶 . 𝟔 = 𝟒, 𝟐𝟎𝒙𝟏𝟎
−𝟑𝒎𝒐𝒍 .𝟔 ⇒ 𝒏𝒖𝒓𝒆𝒊𝒂 = 𝟎, 𝟎𝟐𝟓𝟐 𝒎𝒐𝒍 
𝒎𝒖𝒓𝒆𝒊𝒂 = 𝒏𝒖𝒓𝒆𝒊𝒂 . 𝑴𝑴𝒖𝒓𝒆𝒊𝒂 = 𝟎, 𝟎𝟐𝟓𝟐 .𝟔𝟎, 𝟎𝟕 ⇒ 𝒎𝒖𝒓𝒆𝒊𝒂 = 𝟏,𝟓𝟏𝟑𝟖 𝒈 
Feito os cálculos, conhecemos então a massa de ureia necessária para cada síntese, 
como mostra a Tabela 2. 
Tabela 2 – Massas calculadas para Síntese 
Proporção CuCl2.6H2O (g) Ureia (g) Proporção CoCl2.6H2O (g) Ureia (g) 
1:2 1,0 0,7046 1:2 1,0 1,0099 
1:4 1,0 1,4094 1:4 1,0 1,5138 
 
Deu-se inicio as pesagens para a síntese de estado sólido e preparação do aduto. As 
massas pesadas não foram exatamente como as calculadas, como mostra a Tabela 3. 
 
 
 
 
 
Tabela 3 – Massas pesadas para Síntese 
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Proporção CuCl2.6H2O (g) Ureia (g) Proporção CoCl2.6H2O (g) Ureia (g) 
1:2 1,0072 0,7053 1:2 1,018 1,4487 
1:4 1,0025 1,4094 1:4 1,009 2,1197 
Devido a um erro de cálculo durante a prática experimental, as massas de ureia para 
a reação com o cobalto foram consideravelmente maiores que o necessário para a 
reação, podendo ter acarretado em um produto final que não era de nossa interesse. 
Após a pesagem os compostos foram cominuidos por 15 minutos, e foi possível 
observar a mudança de coloração durante o processo. A Tabela 4 mostra as cores dos 
compostos finais. Para o caso dos complexos de cobre, observou-se apenas pequena 
variação na coloração dos compostos formados. O cloreto de cobre, de cor verde, 
passou a verde água quando adicionado a ureia, na proporção 1:2; já para a proporção 
1:4, o produto final apresentou coloração turquesa. Nas duas sínteses realizadas com o 
sal de cobre, ambos os compostos de coordenação passaram a absorver em um 
comprimento de onda mais energético, conforme o espectro de cores na Figura 1, na 
qual indica possivelmente a substituição da molécula de H2O na esfera de coordenação 
do metal pela entrada da ureia. 
Tabela 4 – Coloração dos compostos formados após reação 
Mistura Coloração Cor absorvida Estado 
Cu 1:2 ureia Verde água Vermelho Sólido 
Cu 1:4 ureia Turquesa Vermelho Sólido 
Co 1:4 ureia Rosa claro Amarelo/Laranjado Sólido 
Co 1:6 ureia Púrpura Amarelo líquido 
 
11 
 
Figura 1 – Espectro de Absorção e emissão 
A reação procede através da troca do ligante água, que permite a entrada da uréia, 
ligante de campo mais fraco com relação a este que abandona o complexo, modificando 
assim a energia no desdobramento dos orbitais d-d, permitindo observar claramente os 
diferentes tons de verde (aduto de cobre) e roxo (aduto de cobalto). 
A ureia pode apresentar dois potenciais sítios de ligação: os átomos de oxigênio e 
nitrogênio. Para avaliar qual dos dois interage mais efetivamente com o íon metálico 
central, foram adquiridos espectros de absorção na região do infravermelho de ambos os 
adutos e dos reagentes de partida, os quais estão representados na Figura 2, abaixo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 
 
Figura 2 - Espectros de absorção no infravermelho para os precursores a adutos de Cu(II) 
com ureia em diferentes estequiometrias. 
Para o espectro da uréia, a banda larga na região de aproximadamente 3300 cm-1 
corresponde ao modo vibracional da ligação N─H. As bandas finas na região de 1680 e 
1460 cm-1 correspondem às vibrações por estiramento das ligações C═O e N─H, 
respectivamente, características de amidas. O pico em 1160 cm-1 é associado à vibração 
por estiramento da ligação C─N. Para o espectro do cloreto de cobre(II), verifica-se a 
larga banda na região de também 3300 cm-1 associada à vibração por estiramento da 
ligação O─H na molécula de água. A diferença básica entre esta banda e a banda 
associada à vibração N─H é que a primeira apresenta alargamento bem maior, 
especialmente em sua base. Pode-se verificar que a banda para o primeiro caso estende-
se de aproximadamente 3650 a 2850 cm-1, enquanto para a vibração N─H localiza-se 
entre 3500 e 3000 cm-1. Ainda para o sal, a fina banda localizada em aproximadamente 
1600 cm-1 corresponde à vibração por deformação da ligação O─H. Neste caso, a 
estrutura fina indica que a água está coordenada ao metal, o que restringe as vibrações 
da molécula. Comparando os espectros dos precursores com os produtos finais, podem-
se notar alterações no perfil das bandas. Especialmente para os modos vibracionais 
associados às ligações na molécula de uréia, os deslocamentos observados dão indícios 
de seu possível sítio de coordenação. 
É interessante notar que, estando a uréia coordenada ao metal, os deslocamentos 
observados para as vibrações que envolvem o átomo de nitrogênio não sofrem 
alterações com a variação da estequiometria, ao contrário da vibração associada ao 
provável sítio de coordenação, em que mudança da estequiometria de 1:2 para 1:4 
provocou alterações na energia da vibração, dando mais indícios da coordenação por 
este ponto. Com relação à definição das estruturas finais formadas, a estequiometria 1:4 
sugere a formação de [Cu(uréia)4]Cl2 quadrado-planar, esperado para íons com 
configuração assimétrica como o Cu(II) e ligantes de campo forte como a uréia. Para o 
caso da estequiometria 1:2, as duas outras posições não ocupadas pela uréia podem ser 
preenchidas por íons Cl ou moléculas de H2O. Considerando a elevada labilidade da 
água, é possível que seja formado o aduto [Cu(uréia)2(Cl)2]. A análise dos espectros 
revela que o alargamento da banda em 3300 cm-1 não é tão grande, e a mesma se 
assemelha muito à da uréia pura, dando indícios da possível ausência de água na esfera 
de coordenação; o pico em 1600 cm-1, porém, ainda é observado. Dessa forma, as 
demais possibilidades, [[Cu(uréia)2(H2O)2]Cl2 e [Cu(uréia)2(OH2)Cl]Cl, não podem ser 
13 
 
descartadas. Para o caso dos adutos de cobalto, o aumento da razão uréia:cobalto 
provocou o mesmo efeito observado para os adutos de cobre. Conforme indica a Tabela 
4, as cores absorvidas pelos complexos passaram a ser mais energéticas quando a 
estequiometria variou de 1:4 a 1:6, o que indica a maior coordenação da uréia ao íon 
metálico com o aumento da proporção. Assim, para a estequiometria 1:6, supõe-se a 
formação de [Co(uréia)6]Cl2, octaédrico; para a estequiometria 1:4, como no caso do 
cobre, as duas posições restantes não ocupadas pelo ligante orgânico podem ser 
ocupadas por íons Cl ou moléculas de água; todavia, como anteriormente discutido, a 
labilidade da água pode levar à formação do aduto [Co(uréia)4(Cl)2]. As demais 
possibilidades não podem ser descartadas. Para os complexos deste íon metálico não 
puderam ser adquiridos espectros no IV. Devido ao caráter higroscópico do sal de 
cobalto, o produto final apresentou-se como um líquido viscoso, o que impossibilitou as 
medidas. Todavia, a variação nas cores dos produtos finais dá indícios da coordenação. 
Deve-se destacar também que devido aoerro nas massas pesadas para a ureia na 
reação entre o cobalto que pode ou não ter ocorrido a formação do complexo desejado, 
tendo em vista que na reação de estequiometria 1:4 o produto final foi de coloração rosa 
e em seu estado sólido, diferente do que foi obtido pelos demais grupos e o que era 
esperado – esperado o mesmo se tornar um liquido viscoso durante a cominuição. 
4.3 Experimento 3 – Recuperar o cobalto na forma de resíduo gerado nas 
práticas anteriores e purificar o sobrenadante de forma a torna-lo inofensivo para 
ser descartado na pia. 
Durante as práticas de Química Inorgânica (III), uma grande quantidade de 
resíduos de Co(II) e Co(III) foram geradas, devido à inúmeras possibilidades e 
diferentes cores proporcionadas pelo espalhamento dos complexos derivados deste 
material. Assim, fez-se necessário a recuperação deste resíduo, os íons, porém, podem 
ser recuperados na forma de sulfeto, o que torna o sobrenadante, depois de devido 
tratamento, inofensivo e possível de ser descartado na pia. Uma pequena porção de 
resíduo foi tomada para o tratamento. A precipitação foi realizada com solução saturada 
de sulfeto de sódio, Na2S. Antes de adicionar o agente precipitante, entretanto, a solução 
foi neutralizada até pH próximo a 10. Em caso de solução ácida, a adição de Na2S 
levaria à formação de ácido sulfídrico, conforme indica a reação: 
Na2S (aq) + 2 H3O + (aq) ↔ H2S (aq) + 2 Na (aq) + 2 H2O (l) 
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Tratado com NaOH e então tendo pH básico, a solução foi tratada com Na2S. 
Com a adição, verificou-se a precipitação de sólido preto, o sulfeto de cobalto. A adição 
foi realizada até verificar-se a precipitação quantitativa, o sólido obtido foi então 
filtrado e descartado em frasco previamente destinado. O sobrenadante, de coloração 
amarelada, foi tratado com NaOCl a fim de eliminar o excesso de Na2S adicionado, 
conforme indica a reação abaixo: 
Na2S (aq) + 4 NaOCl (aq) ↔ Na2SO4 (aq) + 4 NaCl (aq) 
A solução, de coloração inicialmente amarelada, tornou-se límpida ao término 
do tratamento, indicando que todo o excesso de Na2S foi convertido a Na2SO4. A 
solução do sal, o qual é branco e inofensivo, pode então ser descartada na pia. 
5 CONCLUSÃO 
A partir dos resultados obtidos, foi possível verificar a eficácia do método 
sintético na preparação do composto de coordenação entre cobre e glicina. O 
rendimento elevado dá indícios do quão eficiente são as interações entre metais e 
proteínas (aminoácidos) no organismo. 
Para a síntese de adutos entre cobre e cobalto com uréia, a variação nas 
colorações obtidas para os produtos finais indicam a coordenação da molécula orgânica 
ao metal, em substituição à água. Para o caso dos adutos de cobre, a aquisição dos 
espectros no IV confirmou a formação do produto desejado. Com o aumento da razão 
uréia/metal, os produtos passaram a absorver energias cada vez maiores, em 
concordância com o aumento da substituição das moléculas de água, de campo menor 
que as de uréia. Para os complexos em que a estequiometria não é máxima, as posições 
restantes podem ser ocupadas tanto por íons cloreto quanto por água, todavia, devido à 
elevada labilidade desta, é possível que as posições sejam preferencialmente ocupadas 
por íons Cl. 
O tratamento de resíduos de Co(II) e/ou Co(III) foi eficientemente realizado. O 
metal pôde ser separado da solução na forma de seu sulfeto, e o sobrenadante final foi 
então devidamente tratado, sendo convertido a produtos não tóxicos que puderam ser 
descartados diretamente na pia. 
15 
 
6 REFERÊNCIAS 
[1] Carp, O.; Patron, L.; Reller, A. Thermal behavior of the coordination compound 
[Co(urea)6](NO3)2]. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, v.73, p.867-876, 
2003.