A Preparação do Nitrato de Carbonatotretaamincobalto (III)

Curso de Química Licenciatura

LABORATÓRIO DE QUÍMICA INORGÂNICA II: 

Relatório de Aula Prática 06 – Preparação do nitrato de carbonatotretaamincobalto (III)

22 de novembro de 2022. 

1. INTRODUÇÃO 

        Os complexos ou compostos de coordenação são caracterizados pelas suas cores vivas. Essas cores dependem de alguns fatores tais como o número de ligantes ligados ao átomo central, da natureza desses ligantes e da geometria do complexo formado. 

Os íons de metais do bloco d formam complexos facilmente, com a formação do complexo sendo acompanhada por uma mudança de cor e, às vezes, uma mudança na intensidade da cor. Essas cores são aspectos característicos de espécies com configurações eletrônicas do estado fundamental diferentes de d0 e d10. Por exemplo, o [Cr(OH2)6]2+  possui uma cor azul-celeste enquanto o [Mn(OH)2]2+ possui uma cor rosa muito pálida. 

O complexo [Co(NH3)4(CO3)]+  que é o complexo sintetizado que será descrito neste relatório possui cor púrpura. 

O íon metálico central deste complexo é o Co3+, compostos simples de Co(+III) são compostos oxidantes e relativamente instáveis, já os complexos formando pelo Co(+III) são estáveis e muito numerosos, sendo estes complexos de fácil obtenção. 

A maioria dos complexos de Co(+III) são octaédricos, o metal possui configuração d 6 e a maioria dos ligantes e forte suficiente para provocar o emparelhamento dos elétrons, levando a uma configuração eletrônica (t2g)6  (eg)0 , que é uma configuração que leva a uma energia de estabilização do campo cristalino muito grande, os complexos desse tipo são diamagnéticos sendo a única exceção o [CoF6]3+ a única exceção que é um complexo de alto spin. Complexos com ligantes doadores de N (amônia e aminas) são os mais comumente encontrados para este íon. 

Esses complexos podem ser preparados pela oxidação de uma solução de Co2+, com ar ou H2O2, na presença dos ligantes apropriados, também é possível substituir os ligantes de um complexo já formado, sendo que essa troca ocorre lentamente, pois os complexos são muito estáveis.

1. OBJETIVO

Sintetizar o composto nitrato de carbonato tetraamincobalto(III), [Co(NH3)4(CO3)](NO3).

1. MATERIAIS E MÉTODOS 

• MATERIAIS E REAGENTES

        Carbonato de amônio ((NH4)2CO3)

        Hidróxido de amônio (NH4OH)

Nitrato cobaltoso hexaidratado (Co(NO3)2.6H2O)

Água destilada

Peróxido de hidrogênio 20% (H2O2)

Chapa de aquecimento

Béquer

Espátula de metal 

Funil de vidro

Funil de vidro sinterizado 

Papel filtro 

Proveta

Pipeta volumétrica 

Bomba de vácuo 

Banho de gelo 

Vidro relógio

• MÉTODOS

Dissolveu-se 5 g de carbonato de amônio em 15 mL de hidróxido de amônio concentrado. Adicionou-se, com agitação, uma solução contendo 4 g de nitrato cobaltoso hexaidratado em 15 mL de água destilada. Adicionou-se, então, vagarosamente 2,5 mL de peróxido de hidrogênio 20%. Concentrou-se à solução (40-50 mL), sob aquecimento, evitando-se a fervura. Durante a evaporação, adicionou-se pequenas porções de carbonato de amônio. Filtrou-se à solução, à quente, em funil de vidro e esfriou-se o filtrado em banho de gelo. Filtrou-se os cristais vermelhos de [Co(CO3)(NH3)4]NO3 por sucção.

1. RESULTADOS E DISCUSSÃO 

A síntese do nitrato de carbonatotetraamincobalto (III), [Co(NH3)4(CO3)]NO3  foi realizada a partir nitrato de cobalto (II) hexaidratado, Co(NO3)2.6H2O, diluído em água destilada e adicionando em seguida uma solução de carbonato de amônio, (NH4)2CO3, e hidróxido de amônio concentrado, NH4OH,   juntamente com água oxigenada 20%. O composto Co(NO3)2.6H2O é um sólido vermelho e quando dissolvido em água forma o íon [Co(OH)6]2+ de acordo com a equação 1.

Co(NO3)2.6H2O(s) → [Co(H2O)6]2+(aq) + 2NO3-(aq) (1)

O íon complexo [Co(H2O)6]2+  possui uma geometria octaédrica de acordo com a Figura 1.

[pic 1]

Figura 1 - Estrutura do íon [Co(OH)6]2+.

Quando se adicionou a mistura de hidróxido de amônio e carbonato de amônio, a solução de nitrato de cobalto (II) hexaidratado, houve a formação do composto [Co(NH3)4(CO3)]. Na formação desse composto, o íon carbonato e as moléculas de amônia se coordenam ao cobalto (II), substituindo as moléculas de água do íon hexaidratado. 

Após a formação do composto [Co(NH3)4(CO3)], foi adicionada água oxigenada 20%, que é um forte oxidante. A sua adição tem como função a oxidação do cobalto no estado de oxidação (2+) para o cobalto no estado de oxidação (3+), formando o íon [Co(NH3)4(CO3)]+ . Esse íon é responsável pela coloração roxa adquirida pela solução.