Relatório Efeito do Número de Ligantes sobre a Cor dos Complexos
Por: cybelegomes • 29/6/2020 • Relatório de pesquisa • 1.667 Palavras (7 Páginas) • 551 Visualizações
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CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS
CURSO DE QUÍMICA
DISCIPLINA DE QUÍMICA INORGÂNICA II
TURMA 2022
Efeito do Número de Ligantes sobre a Cor dos Complexos
Londrina, 2014[pic 3]
INTRODUÇÃO
O elemento de transição níquel (Ni) é resistente à oxidação e à corrosão, apresenta condutividade elétrica e térmica elevadas, é mais duro que o ferro e forma ligas de diversas utilizações na indústria. Em solução aquosa, o metal apresenta o estado de oxidação 2+, sendo o mais comum. O íon Ni2+ encontra-se coordenado às moléculas de água em uma geometria octaédrica, formando o íon complexo [Ni(H2O)6]2+, apresentando a coloração verde (AYALA, 2003).
Através de reações de substituição das moléculas de água por outros ligantes, como por exemplo NH3, etilenodiamina, Cl-, OH- e outros, ocorre a formação de outros complexos. A etilenodiamina (en = H2NCH2CH2NH2) é um ligante bidentado e forma com o íon Ni(II) o complexo [Ni(en)3]2+ (AYALA, 2003).
O passo seguinte é compreender a absorção de radiação pelos complexos. Íons de metais de transição possuem 5 orbitais d e sem a presença de ligantes, os orbitais d possuem a mesma energia. Baseando-se no modelo do campo cristalino, ocorre uma repulsão entre os elétrons d e os pares de elétrons dos ligantes, causando um aumento da energia dos orbitais d. Quando ocorre a aproximação de 6 ligantes, assim como os vértices de um octaedro, os elétrons que se encontram nos orbitais t2g e que estão direcionados entre os eixos x, y e z sofrem maior repulsão em relação aos elétrons nos orbitais eg e que apontam na direção dos ligantes. A energia que separa os orbitais t2g e eg é denominada 10Dq ou ∆o, sendo que sua grandeza depende do tipo de metal, da carga do íon, do ligante e da geometria do complexo. O valor de 10 Dq também é influenciado pela natureza do ligante, pois diferentes complexos de um mesmo íon metálico exibem cores diferentes (MAGALHÃES, 2012)
A série espectroquímica é baseada na colocação de ligantes coordenados a um mesmo metal, em ordem decrescente de 10 Dq. O número de coordenação do íon metálico também tem influência no valor de 10 Dq (MAGALHÃES, 2012).
Os compostos de níquel são úteis em forma de niquelados baseado na proteção de materiais, na fabricação de catalisadores, pólos elétricos, esmaltes e recipientes para o armazenamento de petróleo (SHRIVER, 2008).
OBJETIVO
Verificar experimentalmente como varia a cor dos complexos de Ni2+ a partir da variação do número de ligantes coordenados ao metal. Registrar os espectros de absorção dos complexos na região de 250 a 1100 nm e por meio destes e do diagrama de Tanabe-Sugano calcular o desdobramento do campo cristalino.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Foram previamente preparadas duas soluções, uma de cloreto de níquel 0,2 mol/L e a outra solução aquosa de etilenodiamina 0,2 mol/L. Utilizaram-se três béqueres de 150 mL e em cada um adicionou-se 10 mL da solução de cloreto de níquel. Em seguida foram acrescentados 10 mL da solução de etilenodiamina ao primeiro béquer, ao segundo 20 mL e ao terceiro 30 mL da mesma solução. Retiraram-se alíquotas de 10 mL de cada uma das soluções formadas na última etapa e adicionou-se em três béqueres de 50 mL. Foi acrescentado a cada um dos béqueres ácido clorídrico concentrado, gota a gota, até que a cor original da solução de cloreto de níquel fosse restabelecida. Retiraram-se os espectros de absorção na região de 250 a 1100 nm das três soluções de níquel formadas com quantidades diferentes de etilenodiamina.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
O íon Ni2+ possui configuração eletrônica d8 e independente do ligante ser de campo forte ou fraco possuirá configuração eletrônica em um campo octaédrico do tipo t2g6eg2, com dois elétrons desemparelhados nos orbitais eg. Considerando-se a distribuição dos elétrons para um desdobramento em um campo octaédrico e em um campo tetraédrico, tem-se que a energia de estabilização do campo ligante (EECL) para a geometria octaédrico é de -1,2 ∆o e para a geometria tetraédrica de -0,8 ∆t, sabendo-se que ∆t equivale a 4/9 de ∆o, a energia de estabilização para a geometria tetraédrica é aproximadamente -0,36 ∆o. Sendo assim a estrutura octaédrica é mais estável e tem maior preferência para esses complexos.
Em uma solução de cloreto de níquel, o íon metálico encontra-se coordenado a seis moléculas de água formando o íon complexo hexaaquoníquel (II) como mostra a equação 1.
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Ao adicionar etilenodiamina em volumes crescentes ocorre a troca entre os ligantes de acordo com as equações 2, 3 e 4.
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O ligante etilenodiamina se liga através de seus dois átomos de nitrogênio com o metal níquel. Este ligante apresenta mais de um átomo com disponibilidade eletrônica para efetuar ligações coordenadas, ou seja, um ligante bidentado.
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