Síntese do Cloreto de Hexamincobalto III

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALFENAS – UNIFAL-MG QUÍMICA INORGÂNICA II EXPERIMENTAL

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PRÁTICA II E III– PREPARAÇÃO DOS CLORETOS DE HEXAMINCOBALTO (III) E PENTAMINCLOROCOBALTO (III)

ALFENAS-MG
29 de SETEMBRO de 2017

RESUMO

Dois compostos de coordenação foram sintetizados e analisados neste trabalho: o cloreto de hexamincobalto (III) e o cloreto de pentaminclorocobalto (III). A síntese de ambos se deu através da oxidação do Co2+ proveniente do cloreto de hexaaquocobalto (II) utilizando-se H2O2, 30 volumes. Os presentes complexos, foram fontes de estudo de Werner e Jørgensen, no que tange o início da química de coordenação. A complexação se fez necessária a fim de analisar o comportamento do Co3+ dentro de uma esfera de coordenação constituída por diferentes ligantes. Analisando-se o produto final, notou-se que o [Co(NH3)6]Cl3 apresentou coloração alaranjada enquanto que o [Co(NH3)5Cl]Cl2 lilás, o que, consequentemente, deve-se a presença de elétrons no subnível d e da natureza dos ligantes. Em um dos compostos tem-se seis amônias coordenadas ao Co3+, enquanto tem-se três cloretos que atuam como contra-íon, estando fora da esfera de coordenação. No segundo composto, tem-se apenas 5 amônias coordenadas ao Co3+, ao passo que um cloro, que estava fora da esfera de coordenação, passa a atuar como um ligante. Notou-se, também, que o tempo reacional para a formação de cada um dos complexos estudados, foram diferentes. Acredita-se, pois, que isto também esteja relacionado com a natureza do ligante, uma vez que o íon metálico central é o mesmo para ambos os complexos. Na síntese do [Co(NH3)5Cl]Cl2 houve uma considerável perda de produto o que pode estar relacionado com o tempo e a temperatura de aquecimento da solução.

 

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INTRODUÇÃO

O grande marco para o advento da química de coordenação deu-se através de estudos realizados com aminas de cobalto. Segundo Toma (2014), “o primeiro composto de cobalto com amônia, apresentando estequiometria e propriedades bem definidas, foi descrito por L. Gmelin”. Desde então, vários estudos foram compilados sobre compostos de coordenação. Os estudos mais relevantes da química de coordenação foram realizados pelos químicos Jørgensen e Werner. As ideias de valência e de estrutura, já conhecidas, não explicavam as propriedades dos compostos de coordenação, o que levou S. M. Jørgensen e Alfred Werner se dedicarem a pesquisas aprofundadas a fim de tentar encontrar explicações, por exemplo, de como seria possível a combinação de um sal metálico estável com moléculas estáveis independentes, formarem um composto com propriedades inovadoras e singulares.

Ao desenvolver a teoria de coordenação, Werner concluiu, segundo Lee (1980), que existiam dois tipos de valência: a valência primária, que se refere ao número de oxidação e a valência secundária que faz referência ao número de coordenação. A partir de estudos com soluções contendo o composto de coordenação CoCl36NH3 tratadas com nitrato de prata (AgNO3), Werner pôde descrever quantos cloros e quantas amônias atuavam como valência primária e/ou secundária, a partir da quantidade de precipitado que era formado, resultado da baixa solubilidade do cloreto de prata. Concluiu-se, portanto, que no complexo de cloreto de hexamincobalto (III) “os três cloros atuam como tendo valências primárias, e as seis amônias como valências secundárias” (LEE, 1980). [pic 2]

Werner foi ainda mais adiante, descobrindo que o complexo “CoCl35NH3 poderia ser obtido do CoCl36NH3  por perda de um NH3, com a simultânea transformação de um cloro de valência primária para um cloro de valência secundária” (LEE, 1980). Esse tipo de reação, onde o contra-íon passa a participar da ligação como um ligante, ou seja, passa a estar coordenado ao átomo central, recebe o nome de reação de substituição. Neste processo de substituição dos ligantes, o complexo pode ser caracterizado como lábil ou inerte. De acordo com Cotton (1978), “este conceito refere-se à velocidade das reações; não deve ser confundido com os conceitos de estável ou instável [...]”. Um exemplo de complexo que possui uma ausência de labilidade é o íon [Co(NH3)6]3+, uma vez que “[...] permanece imutável durante dias em meio ácido[...]” (COTTON, 1978). [pic 3][pic 4]

Esse tipo de reação, cuja processa a substituição dos ligantes dos complexos cloreto de hexamincobalto (III) e o cloreto de pentaminclorocobalto (III), motiva vários efeitos e propriedades distintas entre esses compostos. Um exemplo disso é a coloração, onde o [Co(NH3)6]Cl3 possui coloração alaranjada e o [Co(NH3)6Cl]Cl2 coloração lilás, ambos no estado sólido. De acordo com Sienko (1978), este fato “pode ser explicado pela presença dos elétrons 3d”. A luz branca é constituída por todas as cores e cada cor equivale a uma certa quantidade de energia. Quando a luz atua sobre um átomo, a energia só será transferida para o mesmo se a quantidade de energia, emitida pela luz, for a mesma necessária para promover um elétron para um estado de energia mais excitado. À vista disso, para os metais de transição, a energia necessária para promover os elétrons d a um nível de maior energia “é exatamente igual à energia encontrada em certas cores do visível” (SIENKO, 1978). Desta forma, quando um composto contendo metais de transição recebe a incidência de luz branca, durante a excitação dos elétrons, acaba por absorver alguns componentes da luz. A luz branca não incide mais, então o composto manifesta uma coloração referente ao comprimento de onda absorvido.