Determinação de ions Ferros a partir de compostos de coordenação

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Universidade Federal de Sergipe

Campus Professor Alberto Carvalho

Departamento de Química

Química de Coordenação

Influência dos ligantes nas cores dos complexos de Cobalto

Docente: Profa. Dra. Renata C. K. Kaminski

Discentes: Albert Silva da Exaltação

                  Camila Cruz Lima

                  Grayce Elly da Costa Andrade

                  Jorge da Rocha Costa

12 de setembro de 2017

Itabaiana, SE

1. INTRODUÇÃO

Vários metais de transição formam soluções com cores características em água. Por exemplo, o cloreto de cobalto II (CoCl2) em sua forma sólida é azul, e em solução aquosa apresenta uma coloração vermelha com configuração d7, bem como a maioria dos complexos octaédricos4, isso devido aos íons de cobalto hidratados [Co(OH2)6]2+ que se formam quando dissolvidos. Esses compostos decorrem de uma ligação coordenativa formada por um ácido e uma base de Lewis, isto é, por um metal que se comporta como aceptor dos pares de elétrons doados pelos ligantes1. O íon hidratado [Co(OH2)6]2+ é um complexo, ou seja, é uma espécie química que contém um átomo ou íon central, ao qual estão ligados moléculas neutras ou íons, cujo número geralmente excede o número de oxidação ou valência do átomo ou íon central2.

Pela teoria do campo cristalino (TCC) quando os seis ligantes se ligam ao longo dos eixos x, y e z, haverá repulsão entre os elétrons do orbital d do metal e os elétrons dos ligantes, o que ocasiona um aumento de energia dos orbitais degenerados. Porém, devido a forma como os orbitais d são dispostos (dz2, dx2-y2, dxy, dyz, dzx) no espaço, essa energia não será elevada de forma igual o que favorece o desdobramento do campo cristalino dividindo esses orbitais em dois grupos. O t2g que compreende três orbitais de menor energia (dxy, dyz e dzx) e se encontra entre os eixos e o eg que possui maior energia (dz2 e dx2-y2) interagindo frontalmente com os ligantes2.

 As quantidade de ligantes, a natureza e o estado de oxidação do íon metálico influencia nas cores dos compostos de coordenação. Essa cor é resultado da transferência do elétron de um nível de menor energia, o t2g, para um nível de maior energia, eg, quando incidi radiação eletromagnética, o que torna possível determinar o espectro de absorção das cores que são absorvidas e emitidas.

                            Imagem 1: Espectro Eletromagnético

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1. OBJETIVO

Estudar o efeito que é promovido pela troca de ligantes, o qual interfere diretamente na cor dos complexos de Cobalto;

Identificar os dois estados de oxidação mais importantes, 2+ e 3+.

1. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS

1. Béqueres;
2. Tubo de ensaio;
3. Pipeta Pauster;
4. Carvão Ativado
5. Capela de exaustão.

1. REAGENTES

1. Solução aquosa de cloreto de cobalto 2 mol/L;
2. Solução aquosa de etilenodiamina concentrada;
3. Hidróxido de amônio concentrado.

1. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

1. Em um tubo de ensaio com solução de CoCl2 2 mol/L-1 adicionar gotas de uma solução de NH4OH concentrado e observar a mudança de cor.
2. Em outro tubo de ensaio adicionar uma pequena quantidade da solução do item a e aquecer observando se ocorre alguma mudança.
3. Na outra parte da solução do item a adicionar gotas de uma solução de etilenodiamina concentrado e observar a mudança de cor. Em seguida manter em aquecimento por alguns minutos e observar se ocorre mudança de coloração.
4. Em outra solução de CoCl2 2 mol/L-1 adicionar gotas de NH4OH concentrado e adicionar uma quantidade muito pequena de carvão ativo, borbulhar continuamente oxigênio do ar através de uma trompa de água.
5. Com a solução do item d adicionar etilenodiamina concentrado e observar a mudança de cor.
6. A partir das cores observadas estimarem os comprimentos de onda de cada complexo.

Obs.: Foram realizadas analises de UV/VIS para todas as soluções.

1. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Tabela 1: Soluções preparadas e suas respectivas cores.

Solução	Identificação	Cor
1	CoCl2.6H2O	Vermelha
2	CoCl2.H2O + NH3	Azul
3	CoCl2.H2O + NH3 + aquecimento	Rosa
4	CoCl2.H2O + NH3 + en	Vermelho escuro
5	CoCl2.H2O + NH3 + en + aquecimento	Vermelho
6	CoCl2.H2O + NH3 + carvão ativado	Azul
7	CoCl2.H2O + NH3 + carvão ativado + en	Vermelho

O complexo hexahidratado de cobalto 2 mol/L-1 (CoCl2.6H2O) apresenta uma coloração vermelha e ao adicionar hidróxido de amônio (NH4OH), notou-se a mudança da cor vermelha para o azul, o que indica a possível troca de ligantes aquo por ligantes amin. Isso se dá por a amônia (NH3) ser um ligante de campo mais forte, o qual interage melhor com o metal deixando o complexo mais estável em relação ao aquocomplexo. O composto de coordenação formado foi submetido ao aquecimento e evidenciou-se pela mudança de coloração, a troca de ligantes amin por ligantes aquo.