PREPARAÇÃO DE CLORETO DE HEXAAMINOCOBALTO (III) E PENTAAMINOCLOROCOBALTO (III)

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ

QUIMÍCA BACHARELADO – INORGANICA EXPERIMENTAL II

PREPARAÇÃO DE CLORETO DE HEXAAMINOCOBALTO (III) E PENTAAMINOCLOROCOBALTO (III)

LABORATÓRIO DE QUÍMICA INORGÂNICA

Docente: Prof.  André

Discente:  Ana Carolina Correa, Felipe Franco, Helton Kleiner

• Introdução

Em meados do séc. XIX, Alfred Werner, sintetizou os primeiros compostos de coordenação. Eram preparados pela reação de sais metálicos com o amônio.

Quando tratamos de compostos de coordenação, estamos falando de um íon ou átomo metálico central, coordenado a ligantes através de átomos que contém um par de elétrons disponíveis para formar uma ligação. Os ligantes podem ser íons ou moléculas simples. A química de coordenação é necessária para explicar os compostos com valência maior do que esperada.

 Os metais de transição possuem orbitais “d” que podem ser preenchidos levando as espécies diamagnética ou paramagnética. Em geral, essas espécies químicas apresentam propriedades espectroscópicas pela estrutura eletrônica de cada metal e a geometria do composto. O íon metálico atua como ácido de Lewis e os ligantes como base, ou seja, o metal é o receptor de elétrons e os ligantes são os doadores.

Existe três teorias que explicam as ligações entre metal e os ligantes complexos

• Teoria da ligação de valência - TLV
• Teoria do campo cristalino - TCC
• Teoria dos orbitais atômicos – TOM 
  

1. TLV

Criada por Linus Pauling, postulou que os ligantes formariam ligações coordenadas com o metal sendo que o ligante deve ter pares de elétrons livres e o metal, orbital vazios, com energia adequada para assim ter a formação da ligação. Porém, essa teoria não explica a mudança espectroscópica e nem por que as propriedades magnéticas variam conforme a temperatura. Por exemplo: Co 3d7, 4s2   e    Co+3 3d6

1. TCC

Desenvolvida por dois cientistas, essa teoria é um desenvolvimento da TLV, propondo que a atração entre o átomo central metálico e os ligantes são de natureza eletroestática, com ligações  σ e π.

O cloreto de hexaaminocobalto (III) é um composto octaédrico, a aproximação dos 6 ligantes se dá pelos eixos x, y, z, -x, -y e –z, é isso faz com que aumente a energia dos orbitais dx2 y2 e dz2 do que a energia dos orbitais dxy, dxz e dyz, (que estão entre os eixos), causando a divisão do orbital d do metal, em dois grupos com energias diferentes.  A diferença dessa energia é calculada por Δ0 ou 10Dq. O desdobramento do campo octaédrico ( Δ0 ) depende: da natureza do ligante e da carga do íon metálico.

1. TOM

Abrangendo ligações covalentes, onde um orbital atômico em sobreposição com outro orbital atômico, dá origem a um orbital molecular ligante e um outro orbital molecular antiligante. É uma teoria de ligação que envolve cálculos difíceis e demorados.

Usando como exemplo o Íon Cobalto (III), os orbitais atômicos do Co3+ são compostos por 3dx2 y2, 3dz2, 4s, 4px, 4py e 4pz, dando origem a orbitais moleculares ligantes. Já os orbitais 3dxy, 3dxz e 3dyz, formam OM’s não ligantes, como mostra a figura a seguir.  Todos os orbitais antiligantes estão vazios, então, com a promoção de elétrons dos orbitais não ligantes para os antiligantes, afeta na mudança espectroscópica, prevendo a cor do complexo.

1. CONDUTOMETRIA

A condutometria mede a condutividade elétrica de soluções iônicas. A condução da eletricidade através das soluções iônicas se dá à da migração de íons positivos e negativos com a aplicação de um campo eletrostático. A condutividade de uma solução iônica depende da natureza dos íons e movimento destes em um solvente. As medidas de condutividade também são usadas para outros fins, como a determinação de constantes de ionização, produtos de solubilidade, condutividades molares, formação de complexos e efeito do solvente.

Neste experimento, trabalharemos com compostos octaédricos, cloreto de cobalto hexa-hidratado, para síntese de cloreto de hexaaminocobalto (III) e pentaaminoclorocobalto (III).  

1. Objetivos

Sintetizar e caracterizar por medidas de condutividade molar os compostos [Co(NH3)6]Cl3 e [Co(NH3)5Cl]Cl2.

1. Parte experimental

• Preparação do cloreto de hexaaminocobalto (III)

Um béquer com 50mL de água destilada foi deixado no freezer do laboratório, para ser usado em várias etapas do procedimento. Em outro béquer, adicione 50 mL de água destilada e deixe na chapa aquecedora, será usado para a filtração do precipitado.

Foram pesadas 2g de NH4Cl que foi dissolvida em 10 mL de água destilada, em um Erlenmeyer de 125ml. Aquecida lentamente a solução até a ebulição, adicionou –se 3 g de CoCl2.6H2O. Adicionou-se aproximadamente 0,2 gramas de carvão ativo no erlenmeyer que ainda estava quente. Após resfria-lo com água corrente para obter a temperatura ambiente, na capela adicionou-se 8mL de NH4OH concentrada, e logo m seguida a mistura foi esfriada em banho de gelo para obter uma temperatura de 10°.

Acrescentou –se 6mL de H2O2 a 30% m/m, muito lentamente em frações de 1 mL, pois este procedimento é muito perigoso e o peroxido de hidrogênio deve ser adicionado com extremo cuidado. A mistura foi aquecida e mantida em ebulição por 5 minutos. Logo em seguida, agitou-se o erlenmeyer periodicamente com bastão de vidro, para que a mistura não superaquecesse.