Síntese do [Ni(en)2(H2O)2]Cl2, do [Ni(acac)2(H2O)2], do [Fe(acac)3] e do K3[Fe(ox)3]

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Síntese do [Ni(en)2(H2O)2]Cl2, do [Ni(acac)2(H2O)2], do [Fe(acac)3] e do K3[Fe(ox)3]
ANÁPOLIS, JUNHO
2016
RESUMO
Compostos de coordenação são constituídos por um ou vários ácidos Lewis e ligados a uma ou varias bases de Lewis, assim, um átomo ou um íon metálico e rodeado por um conjunto de ligantes, sendo que ligantes pode ser um íon ou uma molécula que pode ter existência independente. Nesse sentido este trabalho teve com objetivo expor os resultados obtidos através da realização das seguintes síntese, síntese do [Ni(en)2(H2O)2]Cl2 do [Ni(acac)2(H2O)2] do [Fe(acac)3] e K3[Fe(ox)3]. Na realização das sínteses foi possível compreender melhor a respeito da teoria do campo cristalino na pratica, e através de calculo estequiométrico obteve-se os seguintes rendimentos para os complexo [Ni(en)2(H2O)2] 56,39% Cl2[Ni(acac)2(H2O)2]36,05% [Fe(acac)3] 72% e K3[Fe(ox)3] 157%
INTRODUÇÃO
 Os ligantes NH3 e Cl¯ são exemplos de ligantes monodentandos ( do latim, uma dentada), esses ligantes possuem apenas um átomo doador e ocupa apenas um sítio em uma esfera de coordenação, ligantes como a etilenodiamina podem ter dois ou mais átomo doador podendo coordenar simultaneamente à um íon metálico ocupando mais de um sítio de coordenação, sendo assim são denominados ligantes polidentados ( muitos dentes ) (BROWN, 2005). Ligantes polidentados como a etilenodiamina são mais conhecidos como agente quelantes, pois, podem agarrar o metal entre dois ou mais átomos doadores , assim como na figura abaixo.
Figura 1: Etilenodiamina
 A etilenodiamina possui dois átomos de nitrogênio com pares de elétrons não compartilhados e em posições diferentes, podendo assim envolver no metal em posições adjacentes como mostrado na figura abaixo do íon [Co(en)3]3+, contem três ligantes etilenodiamina em uma coordenação octaedrica.
Figura 2: [Co(en)3]3+,
O etilenodiaminatetraacetato mais conhecido como [EDTA]4¯ e um importante ligante pólidentado que possui seis átomos doadores, como apresentado na figura abaixo.
Figura 3: EDTA
Portanto, ele pode se ligar ao íon metálico usando seus seis átomos doadores ou se envolver ao íon metálico com apenas cinco átomos doadores.
Figura 4: CoEDTA¯
 Diversos quelatos possuem grande importância biológica, como a hemogloblina das células vermelhas do sangue que contem complexo de ferro-porfirina, o magnésio-porfirina contido na clorofila das plantas, a vitamina B12 e um complexo de cobalto e a ezima citocromo-oxidase contem ferro e cobre (LEE.J.D, 1999). Os agentes quelantes são usados na medicina para remover íons não desejados no corpo humano que são prejudiciais a saúde, como os íons Hg2+, Pb2+ , Cd2+, um dos métodos mais utilizados para tratamento de chumbo é a administração de Na2[Ca(EDTA)], nesse sentido o EDTA quela-se o chumbo fazendo que o mesmo seja expelido através da urina. Portanto, o presente relatório teve como objetivo demonstrar os resultados obtidos na realização das síntese do [Ni(en)2(H2O)2]Cl2 do [Ni(acac)2(H2O)2], do [FE(acac)3] e do K3[Fe(ox)3].
METODOLOGIA
Síntese do [Ni(en)2(H2O)2]Cl2
 Em um béquer foram dissolvidos 0,5 g de NiCl2.6H2O e 1,2g de [Ni(en)3]Cl2 em 5 mL da mistura de metanol com H2O formando uma solução de cor azul. Foi mantida essa solução sobe aquecimento brando e agitação durante 5 minutos até que haver a dissolução completa dos sais. Após filtrou-se para que fosse eliminado qualquer sólido insolúvel, após, foram coletado 1 mL do filtrado e adicionou 1 mL de acetona para formais cristais do produto, então, adicionou-se ao filtrado os cristais e 20 mL de acetona vagarosamente mantendo o sistema sobe agitação por 10 minutos, após esse tempo de 10 minutos sobe agitação foi efetuada filtragem do sólido azul vácuo. é após filtrado transferiu-se os cristais para o dissecador para secagem, após devidamente secos calculou-se o rendimento.
Síntese do [Ni(acac)2(H2O)2] 
 Dissolveu-se 1,16g de NiCl2.6H2O em 5 mL de água em um Béquer, solubilizou-se 1 mL de acetilacetona em 2 mL de metanol e adicionou (sobe agitação) sobre a solução de níquel, adicionou sobre a mistura 6mL da solução aquosa de acetato de sódio 3,3 moL-1, aqueceu a mistura por 10 minutos em temperatura aproximada de 70° C, resfriou em banho de gelo para que fosse formado o precipitado, após formado filtrou-se a vácuo lavando com H2O e guardou para secar, após seco calculou-se o rendimento. 
Síntese do [Fe(acac)3]
 
 Dissolveu-se 560 mg de FeCl3.6H2O em 10 mL de água em um béquer e solubilizou 1 g de acetato de sódio em 5 mL de H2O e adicionou (sob agitação ) sobre a solução de ferro, adicionou-se também sobre a mistura 1 mL de acetilacetona e agitou-se por 10 minutos, filtrou-se a vácuo e guardou no dissecador para secar, e após seco efetuar a pesagem.
Síntese do K3[Fe(ox)3]
 
 Dissolveu-se 2,05 de K2C2O4.H2O em 7 mL de água quente em um béquer (não ebuliu); dissolveu 1,0060g de cloreto de ferro III no mínimo de água possível e depois adicionou sobre a solução de oxalato de potássio ainda quente e agitou-se com o bastão de vidro, resfriou-se em banho de gelo e depois filtrou-se a vácuo lavando com água e depois armazenou-se no dissecador para secar, após seco pesou-se e calculou o rendimento.
 
RESULTADO E DISCUSSÃO
Síntese do [Ni(en)2(H2O)2]Cl2
MM = [Ni(en)2](H2O)Cl2 = 277,79 
MM =[Ni(en)3]Cl2 = 231,59
PESO = [Ni(en)3]Cl2 = 1,2 g 
PESO FINAL = [Ni(en)2]Cl2 = 0,8065
RENDIMENTO = 56%
[Ni(en)3]Cl2 ------------ [Ni(en)2(H2O)2]Cl2
231,59 277,79
1,2----------------------- x
X = 1,43g
1,43-----------100%
0,8065---------x
X= 56%
 O resultado obtido e considerado baixo, pois esperaria se obter um valor mais alto, portanto, o fato de se obter esse valor de 56%, indica que ouve uma parca significativa durante o procedimento, como o sólido possui caráter higroscópio atribuiu-se que essa perca ocorreu na dissolução em água e também durante o processo de filtração. Manteve a solução sobe aquecimento brando com agitação para que os sais fossem dissolvidos, o fato de manter a solução sobe aquecimento faz com que o complexo se decomponha liberando NH3(g) e entra duas H2O no lugar, assim como a etilenodiama e um ligante bidentado ela favorece o efeito quelato, transformando-se em um solido de cor de cor azul, o fato dela esta emitindo a luz azul no visível e porque esta absorvendo a cor laranjada que possui um comprimento de onda de 590-625 nm, considerado alto, possuindo assim um valor de 10dq baixo. 
Síntese do [Ni(acac)2(H2O)2] 
MM = [Ni(Cl2).6H2O] 237,69 
MM = [Ni(acac)2(H2O)2] 285,69
PESO = [Ni(Cl2).6H2O] = 1,16g 
PESO FINAL = Ni(acac)2(H2O)2] = 0,5012
RENDIMENTO = 36,05%
[Ni(Cl2).6H2O] 237,69 ----------[Ni(acac)2(H2O)2] 285,69
1,16g------------------------x
 X= 1.39g
1,.39-----------100%
0,5012---------x
X= 36,05%
 Obteve-se um rendimento de 36,05% caracterizando um resultado não tão satisfatório como se esperaria, os motivos aos quais levaram ao tão baixo rendimento podem ser afirmados que grande parte foram perdido durante a filtração. Como na figura abaixo do filtrado.
Figura 05: [Ni(acac)2(H2O)2] 
 A principio quando adicionou NiCl2.6H2O e solubilizou com acetilacetona solução ficou verde translúcido, e ao adicionar sobre a mistura uma solução de acetato de sódio a solução ficou verde escuro, a adição de acetato de sódio na solução desprotonou a acetilacetona para formar um íon acetilacetonato, (pois o acetato de sódio funciona como uma base de desprotonação), assim resultou na formação de um lignte bidentado que se coordenou-se com o níquel. O complexo final apresentou cor verde claro com um comprimento de onda aproximado de 625 a 740 nm e valor de 10dq baixíssimo.
Síntese do [Fe(acac)3]
MM = Fecl3 =82,03g/molMM = [Fe(acac)3] = 353,17 
PESO = Fecl3 = 560mg 
PESO FINAL = 0,6102
RENDIMENTO = 72%
 Nota- se que o resultado do complexo obtido foi satisfatório em relação aos demais escritos acima, portanto, não significa que não ouve perca como os demais, porem entendi-se que na realização de toda síntese ocorre se algum tipo de perca, seja o metal em si quando entra em contato com oxigênio ou na adição de alguma solução ou filtração, para a síntese do [Fe(acac)3] não foram constados pontos que pudessem ocorrer a perca a não ser os pontos citados acima no geral. 
 Para obter o [FE(acac)3] dissolveu 560 mg de Fecl3 em água, ao misturar na água a coloração ficou amarelo ouro, solubilizou 1g de acetato em água a solução ficou incolor e ao misturar as duas soluções a solução fico vermelho sangue. O acetato de sódio uma base de Lewis, sua função foi desprotonar a acetilacetona e transforma-la em acetilacetonato, assim o acetilacetonato ficou livre em solução e coordenou-se com o ferro. Segue abaixo o mecanismo de desprotonação da acetilacetona.
Figura 6: Mecanismo da reação de desprotonação da acetilacetona pelo acetato de sódio, formando acetilacetonato.
 Na seguinte reação um próton é retirado da acetilacetona e um dos pares eletrônico forma outra ligação química com o carbono vizinho, como o átomo vizinho não faz cinco ligações químicas ocorre se a formação de uma ligação dupla com o oxigênio e posteriormente transferido para este átomo como e mostrado na terceira e quarta estrutura, assim a estrutura final obtida para o acetilacetanato e o hibrido, a quinta estrutura, e ao ser retirado um próton da acetilacetona ele se liga ao acetato que se encontra presente na solução formando ácido acético. Assim, o acetilacetanato coordenou se com o Fe3+ os cloretos de FeCl3 se ligaram ao sódio formando se cloreto de sódio, NaCl. Adicionou sobre a mistura uma solução de 1 mL de acetilacetona e agitou por 10 minutos, após os 10 minutos d agitação observou a formação de um precipitado , colocou em banho de gelo para diminuir a temperatura para abaixa a solubilidade, pois abaixando a solubilidade aumentou-se o precipitado, depois filtrou-se a vácuo, conforme a figura abaixo.
Figura 07: filtração do [FE(acac)3]
Então obteve os seguintes cristais de o [FE(acac)3] conforme a figura abaixo.
Figura 08: [FE(acac)3] filtrado
 O complexo [FE(acac)3] formado apresentou-se cooração vermelha com um comprimento de onda de 500 a 565 nm com um valor de 10dq moderado.
Síntese do K3[Fe(ox)3]
MM = K2C2O4.H2O 
MM = K3[Fe(ox)3]
PESO = 2,05g 
PESO FINAL = 1,3993
RENDIMENTO = 157%
 
 Obteve-se um rendimento de 157%, compete afirma que, o resultado obtido foi acima do esperado no sentido que a síntese realizada foi um sucesso, principalmente no aspecto rendimento, motivo ao qual e possível afirma que não ouve nenhuma perca durante o procedimento experimental.
 O oxalato (C2O4)2- possui a propriedade de formar sais insolúveis com diversos cátions que possuem carga 2+ e também possui certa facilidade em formar complexos, O ânion oxalato, além de apresentar-se na forma bidentada, pode também se apresentar como ligante unidentado e possui ainda a possibilidade de atuar como ponte de ligação. Para realização da síntese do K3[Fe(ox)3] foram dissolvidos 2,05g de K2C2O4.H2O em sete mL de água quente, o fato de dissolve-lo em água quente foi para aumentar a possibilidade de coordenação com o íon metálico. Adicionou-se 1,0g de FeCl3.H2O no mínimo de água possível e depois adicionou sobre a solução de oxalato ainda quente e agitou-se com o bastão de vidro, nota-se que, o FeCl3.H2O possui cor amarelo escuro, portanto, ao ser adicionado a solução de ácido oxalato ficou verde formando um precipitado verde conforme a figura abaixo.
Figura 09: precipitado de K3[Fe(ox)3]
 Ao final o complexo apresentou cor verde escuro, com um valor de 10dq baixíssimo e um comprimento de onda de625 a 740 nm.
CONCLUSÃO
 A síntese de um conjunto de complexos de Ni(II) e do [Fe(acac)3] e também do K3[Fe(ox)3], foram realizadas com sucesso, mesmo o rendimento final de alguns complexos não serem tão altos como o esperado as análise em se foram de grande aproveitamento, atraves da realização das sínteses foi possível obter se a cor final do complexo sintetizado, e basear o comprimento de onda de cada uma também, e através desses dados obter paarametros do campo cristalino o 10dq de cada um. Assim segue a série espectroquímica em ordem crescente de desdobramento do campo cristalino, para os complexos de níquel(II) Fe e K3 estudados (F– < acac– < NH3 < en).
 Com a realização deste trabalho foi possível aos estudantes aprimorar suas técnicas laboratorias e compreender melhor a teoria do campo cristalino na prática, abordados na perspectiva de ácidos e bases de Lewis. 
 
BIBLIOGRAFIA
LEAL, C. B. et al. ABORDAGEM TEÓRICO-EXPERIMENTAL DA TEORIA DO CAMPO CRISTALINO NA DISCIPLINA DE SÍNTESE INORGÂNICA
http://www.scielo.br/pdf/qn/v34n10/v34n10a17.pdf Acesso 28/07/2016
BROWN, T.L. , et. al. Química a ciência central. 9ª Ed. São Paulo. Pearson, 2007. 889,890p.
LEE, J. D. Química Inorgânica não tão concisa. 5ª ed. São Paulo: Edgar Blucher, 1999. 113p.