COMPLEXOS DE NÍQUEL [Ni(NH3)6]Cl2 e [Ni(en)3]Cl2

Prévia do material em texto

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO CIÊNCIA E TECNOLOGIA
CÂMPUS ANÁPOLIS
LICENCIATURA EM QUÍMICA
SÍNTESE E ANÁLISE DAS FORÇAS DOS LIGANTES:
 COMPLEXOS DE NÍQUEL [Ni(NH3)6]Cl2 e [Ni(en)3]Cl2
Anápolis-Goiás
Junho/2016
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).
	Os compostos de Níquel (II) são coloridos, o níquel é um metal branco e geralmente é utilizado em placas de aço para contribuir na resistência contra a corrosão. O estado de oxidação 2+ é o mais importante, pois assim, há uma grande formação de complexos estáveis em soluções aquosas. Na maioria dos casos de formação de complexos envolvendo o níquel, as reações ocorrem por substituição de moléculas de água por outros ligantes formando novos complexos tais como: [Ni(NH3)6]2+ e [Ni(SCN)4]2- por exemplo (AYALA, 2016).
	A reação de formação do complexo de Cloreto de hexaaminoníquel (II), por exemplo, resulta da troca de moléculas de água por moléculas de amônia, no complexo octaédrico [Ni(H2O)6]2+ como a seguir:
	O [Ni(NH3)6]Cl2 é um cristal sólido de cor azul intenso, sua estrutura é cristalina cúbica podendo ser solúvel em água quente ou em solução aquosa de amônia, contudo, é insolúvel em amônia concentrada, álcool etílico e éter (AYALA, 2016). 
	Muitos complexos são extremamente reativos e podem trocar de ligantes rapidamente. Esses complexos recebem o nome de lábeis. A estabilidade dos complexos que são formados com ligantes de dois ou mais sítios de coordenação (bidentados) é baseada no efeito conhecido como quelato. A etilenodiamina por exemplo, é um ligante bidentado que forma com o íon Ni(II) o complexo [Ni(en)3]2+ que é muito mais estável que o complexo de [Ni(NH3)6]2+ (SHRIVER, D. F,2008). Nesse sentido a etilenodiamina desloca facilmente a amônia do Cloreto de hexaaminoníquel (II), como a seguir:
 OBJETIVO 
	Sintetizar um complexo de níquel a partir de seus constituintes analisando as forças dos ligantes substituintes.
MATERIAISParte II:
- 1 béquer de 50 mL;
- Espátulas;
- Pipetas graduadas de 5 mL;
- 2 provetas de 10 mL;
- Banho de gelo;
- [Ni(NH3)6]Cl2 (preparado na parte I);
- etilenodiamina;
- Banho-maria;
- Etanol;
- Papel filtro;
- Sistema para filtração a vácuo;
Parte I:
- 1 béquer de 50 mL;
- Espátulas;
- 2 pipetas graduadas de 10 mL;
- Funil de Buchner;
- Kitassato;
- Bomba de vácuo;
- Papel de filtro;
- Banho de gelo;
- NiCl2 . 6H2O;
- NH4OH(conc.);
- Etanol gelado;
- Éter etílico;
- Soluçãoamoniacal de NH4Cl;
METODOLOGIA
Parte I: 	
	Pesou-se 3g de NiCl2.6H2O, colocou em um béquer e adicionou-se água destilada quente em quantidade mínima. Em sequência, agitou-se por um tempo a fim de obter melhor
 dissolução. Observou-se imediatamente a coloração verde. Adicionou-se gradualmente, em capela, 6 mL de solução concentrada de amônia (NH4OH). A cor da solução mudou para azul escuro. Esperou-se a solução esfriar naturalmente e adicionou-se 5 mL de solução amoniacal de NH4Cl. Deixou-se em repouso por 15minutos em banho de gelo. Filtrou-se os cristais obtidos à vácuo e lavou-os com etanol gelado. 
	Levou-se os cristais para repouso na dissecadora por um dia.	 Pesou-se a massa dos mesmo e armazenou-os. Calculou-se o rendimento dessa reação.
Parte II: 	
	Dissolveu-se 1,50g de [Ni(NH3)6]Cl2 em 10 mL de água destilada e em sequência, agitou-se por um tempo a fim de obter completa dissolução. Adicionou-se 1,5 mL de etilenodiamina e agitou-se. Levou-se a solução para evaporação em banho-maria até a obtenção de um volume próximo a 5 ml. 
	Adicionou-se 1 gota de etilenodiamina e resfrio-se em banho de gelo. Realizou-se filtração a vácuo dos cristais obtidos e posteriormente lavou-os com etanol. Em sequência refriou-se o filtrado em banho de gelo a fim de refiltrá-lo novamente. Pesou-se essa massa e calculou-se o rendimento desta reação. 
RESULTADO E DISCURÇÃO
Obtenção do complexo de Cloreto de hexaaminoníquel (II):
	Quando se adicionou a solução concentrada de amônia (NH4OH) à solução de níquel, imediatamente houve uma mudança na coloração de verde para azul. A reação química caracterizou-se exotérmica uma vez que houve a liberação de energia sob a forma de calor. O produto desta reação é o cloreto de hexaminíquel (II) ([Ni(NH3)6]Cl2).
 	O composto de níquel que agora fora obtido, possui seis moléculas de amônia como ligante de coordenação octaédrica de acordo com a figura 1. 
 
Figura 1: Geometria octaédrica
	O ligantes de amônia provêm do hidróxido de amônio pois a amônia é uma base de Lewis mais forte se comparada com a água, assim, acontece uma troca de ligantes.
	O cloreto de amônio foi adicionado para que houvesse o deslocamento do equilíbrio. Durante a filtração, atentou-se em lavar o béquer com éter a fim de arrastar o restante fixado nas paredes.
	Por fim obtivemos 2,18g do complexo de Hexaaminoníquel (II). Esse rendimento (72,66%) pode ter sido por causa de algum erro na filtração, ou na baixa formação dos cristais na baixa temperatura ou ainda na pesagem dos reagentes. 
Obtenção do complexo de Cloreto de Tri(etilenodiamina) de Ni (II):
	A partir da solução de cloreto de Hexaaminoníquel (II), cuja a coloração é azul intenso, foi observado que quando a solução de etilenodiamina diluída foi adicionada a mesma tornou-se roxa. Essa mudança de cor acontece pois imediatamente ocorre a substituição dos ligantes amoniacais pelas etilenodiaminas.
	Um outro fator que explica esse fato é a entropia do sistema, que no caso da etilenodiamina aumenta muito mais em relação ao caso da amônia (SHRIVER, D. F,2008).
	Obtivemos 1,78g do complexo de Tri(etilenodiamina)Ni(II) o que corresponde a 79,57%.
	
CONCLUSÃO
	É possível obter um complexo a partir de reações de substituição das moléculas de água por outros ligantes como ocorreu com o [Ni (NH3)6]Cl2. A reação de cloreto de níquel hexahidratado originou, através da substituição de ligantes no meio reacional o cloreto de Hexaminíquel (II). Após nova reação com este último produto, consegui-se a substituição das amônias por etilenodiamina. Sabendo que a etilenodiamina proporciona maior estabilidade ao complexo quando se comparado ao gás amônia, reagiu-se o complexo Hexaminíquel II com etilenodiamina para a obtenção do complexo de Tri(etilenodiamina)Ni II.
	O rendimento das reações cujo o produto chegou-se a Hexaminíquel e etilenodiamina foram respectivamente de 72,66% e 79,57%. Considerados moderados, pode -se atribuir este rendimento aos erros experimentais durante o procedimento de síntese.
REFERÊNCIA
- AYALA, J. D.; BELLIS, V. M. Química inorgânica experimental, disponível em http://zeus.qui.ufmg.br/~ayala/matdidatico/apostila_inorg_exp.pdf, acessado em 17/06/2016.
- SHRIVER, DUWARD; ATKINS, PETER. Química inorgânica - 4ª edição. Porto Alegre, Bookman, 2008.
- 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.