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Departamento de Química – UFSC Química Geral Experimental – QMC 5120 Florianópolis - SC 2020.1 Experimento no 13 –Complexos de cobre e cobalto Carolina de Araujo Girotto Introdução (baseada na literatura) Os cientistas há muito identificaram que várias das propriedades magnéticas e das cores dos complexos de metais de transição estão relacionadas à presença de orbitais de parcialmente preenchidos. A habilidade de um íon metálico atrair ligantes como a água ao redor de si mesmo é uma interação ácido-base de Lewis. A base (o ligante) doa um par de elétrons para um orbital vazio apropriado do metal. Grande parte da interação entre o íon metálico e os ligantes circundantes deve-se, entretanto, às forças eletrostáticas entre a carga positiva no metal e a cargas negativas nos ligantes.1 Resultados e Discussão O cobre é classificado como metal de transição, pertence ao grupo 1B da tabela periódica. Com grande importância industrial, ele possui uma cor característica vermelha e é dúctil, maleável e um ótimo condutor de eletricidade (a maioria dos cabos de eletricidade são feitos de cobre), além de estar presente em ligas metálicas como latão e bronze. Já o cobalto (Co) é um metal de transição situado no grupo 9 da tabela periódica. Cobalto é obtido como subproduto dos processos de extração de outros minérios. Formam importantes ligas de alta temperatura com o aço, e cerca de um terço do metal produzido é usado para este fim. São ligas resistentes à corrosão, aços rápidos, carbetos e ferramentas de diamante. A teoria do campo cristalino usa uma visão muito simplificada do ambiente do átomo de metal (ou íon) central: ela supõe que cada ligante pode ser representado por uma carga pontual negativa. Essas cargas negativas representariam os pares de elétrons isolados dos ligantes, dirigidos para o átomo central de metal. Como o átomo metálico no centro deum complexo normalmente é um íon com carga positiva, as cargas negativas representando os ligantes são atraídas por ele. Entretanto, em muitos casos, ainda existem elétrons d no íon d metal central, e as cargas pontuais interagem de maneiras diferentes com cada elétron, dependendo da orientação e da forma do orbital d que ele ocupa.2 Abaixo estão apresentadas as reações químicas que ocorreram em cada etapa do experimento: O CuCl2 reage com HCl: CuCl2 + 2 HCl → CuCl4 2- + 2 H+ O tetraclorocuprato(II) reage com H2O: CuCl4 2- + 6 H2O → Cu(OH2)6 2+ + 2 Cl- + 2 HCl O hexaaquocobre(II) reage com NH3(aq): Cu(OH2)6 2+ + 2 NH3 + 2 H2O → Cu (𝑁𝐻3)4 2+ + 2 NH4 + O hidróxido de cobre(II) reage com NH3: Cu(OH) 2 + 4 NH3 → Cu (𝑁𝐻3)4 2+ + 2 OH- O tetraamincobre(II) reage com CH3COOH: Cu(NH3)4 2+ + 4 CH3COOH + 6 H2O → ______________ + ______________ O hexaaquocobre(II) reage com [Fe(CN)6] 4- : Cu(OH2)6 2+ + 2 [Fe(CN)6] 4- → ______________ + 6 H2O Tanto o CuCl4(aq) 2- quanto o Cu(NH3)4 2+ possuem hibridização sp3 no íon cobre, com geometria tetraédrica. O íon Co2+ em solução aquosa forma o íon complexo hexaaquocobalto(II): [𝐶𝑜𝐶𝑙4](𝑎𝑞) 2− + 6𝐻2𝑂(𝑙) → [𝐶𝑜(𝐻2𝑂)6](𝑎𝑞) 2+ + 4𝐶𝑙− Que ao ser aquecido leva a formação do íon complexo tetraaquocobalto(II): [𝐶𝑜(𝐻2𝑂)6](𝑎𝑞) 2+ + 4𝐶𝑙− → [𝐶𝑜𝐶𝑙4](𝑎𝑞) 2− + 6𝐻2𝑂(𝑙). Departamento de Química – UFSC Química Geral Experimental – QMC 5120 Florianópolis - SC 2020.1 Figura 1 Íon complexo Tetraaquocobalto(II)) Figura 2 Íon complexo hexatetracobalto(II) Conclusões Através deste experimento foi possível notação e nomenclatura dos compostos de coordenação de cobre e cobalto, identificar o NOX e o número de coordenação do átomo central e sua geometria, além de notaras características(como cor) de cada um. Referências (1) BROWN, T. L.; et al. Química a ciência central. 9ª ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2005. (2) ATKINS, Peter; JONES, Loretta; Laverman, Leroy. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 7 ed. Porto Alegre: Bookman, 2018