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

UNIFEI – UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ

IFQ – INSTITUTO DE FÍSICA E QUÍMICA

EXPERIMENTO 03 – PREPARAÇÃO DO CLORETO DE HEXAAMINOCOBALTO (III) E PREPARAÇÃO DO CLORETO DE PENTAAMINOCLOROCOBALTO (III)

QUI054 – Química Inorgânica Experimental II

Professora Geise Ribeiro

Ana Carolina Pinto – 34123

Gabriel Fuks Rodrigues – 33225

Thais Nishimori Valentim – 25523

Data do experimento: 05/04/2017

1. INTRODUÇÃO

Um composto de coordenação basicamente consiste em um átomo central, rodeado por um determinado número de ligantes que podem ser outros átomos, íons ou moléculas, os quais possuem a propriedade de doar elétrons ao átomo central.

O átomo central geralmente é um cátion dos metais de transição que possui uma tendência para formar complexos que costumam ser coloridos e muito mais estáveis do que os seus sais.

A primeira explicação formulada para as ligações existentes nos compostos de coordenação foi a teoria de coordenação de Werner proposta no final do último século, que possuía os seguintes postulados:

A maior parte dos elementos possuem dois tipos de valência: a valência primária (número de oxidação) e a valência secundária (número de coordenação);

Todo elemento tende a satisfazer tanto suas valências primárias quanto as valências secundárias;

A valência secundária apresenta direções fixas no espaço. [1]

Os metais de transição têm facilidade de formar compostos de coordenação devido ao fato de possuírem orbitais d disponíveis que podem acomodar os pares de elétrons doados pelos ligantes. O número de ligações coordenadas formadas depende, sobretudo, do número de orbitais vazios e de sua energia. O número de ligações que o metal pode fazer é o principal fator para definir o seu número de coordenação. [1]

Assim, define-se que o número de coordenação, nada mais é do que a quantidade de ligantes que podem se coordenar ao íon metálico central do composto.

Há uma tendência de um íon metálico assumir valores característicos de número de coordenação pois, quando a espécie central é um metal com muitos elétrons d, o número de coordenação costuma ser mais baixo pelo fato de que os ligantes circundantes influenciam no número de coordenação, ou seja, à medida que o tamanho do metal aumentar, menor será a quantidade de ligantes que podem se coordenar a ele. [2]

Alguns complexos metálicos de cobalto exibem transferência eletrônica metal-ligante influenciada por temperatura, pressão, irradiação com luz visível, bem como com raios X de baixa energia. Essa transferência eletrônica nesses complexos é acompanhada por variações estruturais que podem ser observadas por mudanças de parâmetros cristalográficos e também em parâmetros relacionados à geometria da molécula, como, por exemplo, variações nos comprimentos de algumas ligações. [3]

Além disso, mudanças nas propriedades óticas ocorrem, principalmente na região do visível, de maneira que a coloração tanto de soluções, como de compostos sólidos mudam drasticamente. [3]

Porém, no século XIX quando os compostos de cobalto começaram a ser estudados, principalmente por Werner, as características dos compostos de coordenação que hoje em dia já estão bem consolidadas não eram de conhecimento geral.

Wener estudou compostos de cobalto (III) com amônia e íons cloreto. Ele conseguiu isolar 4 espécies com cores distintas que continham entre si a mesma composição química, mas que possuíam propriedades muito distintas. Isso fez com que ele chegasse à conclusão que, compostos M(NH3)5X3 (onde M = Cr ou Co e X = Cl ou Br) são derivados dos compostos M(NH3)6X3 pela perda de uma molécula de amônia. [4]

Deste modo ficou definido que compostos de cobalto exibem um constante número de coordenação (6), onde as moléculas de amônia podem ser substituídas por íons cloreto que se ligam covalentemente ao metal, onde a formação de complexos de cobalto deve levar em conta não só o nOx do metal, mas também seu número de coordenação. [4] Wener também avaliou a condutividade elétrica das soluções para que fosse possível desvendar a estrutura dos complexos contendo aminas e isto o fez um dos pioneiros a realizar testes envolvendo condutividade molar. [4][1]

A técnica de condutometria visa realizar medições de condutância das soluções iônicas onde os dados obtidos por ela permitem somar a contribuição individual de cada íon presente na solução. [5]

A concentração do soluto e do número de cargas presentes são os principais fatores pelos quais a condutividade elétrica é dependente. As medidas de condutância eletrolítica envolvem, geralmente, a determinação da resistência de um segmento de solução compreendido entre dois eletrodos paralelos, por aplicação da lei de Ohm. [1]

Devido a todas as contribuições que Wener deu à química de coordenação, nos dias atuais, é possível definir os ligantes que formam a esfera de coordenação do complexo e os íons que não participam dela através da medida da condutividade a partir da obtenção dos valores das cargas de cada um destes íons.

1. OBJETIVOS

Sintetizar e caracterizar os complexos cloreto de hexaaminocobalto (III) e cloreto de pentaaminoclorocobalto (III), verificando as diferenças de cargas sobre os íons complexos através da aferição de suas condutividades molares.

1. METODOLOGIA

3.1        Materiais utilizados

• Cloreto de amônio (NH4Cl) sólido;
• Cloreto de cobalto (II) hexa-hidratado (CoCl2.6H2O) sólido;
• Solução concentrada de hidróxido de amônio (NH4OH);
• Solução de peróxido de hidrogênio (H2O2) 30% m/m;
• Ácido clorídrico (HCl) concentrado (37%);
• Carvão ativado;
• 3 erlenmeyers de 125 mL;
• 2 kitassatos de 500 mL;
• 2 funis de vidro com placa sinterizada;
• 1 balão volumétrico de 50 mL;
• Funil de Büchner;
• Termômetro;
• Papel de filtro;
• Agitador magnético com aquecimento e barra magnética;
• Bomba de vácuo;
• Condutivímetro MCA 150/MS TECNOPON

3.2        Procedimento experimental

I) Síntese do [Co(NH3)6]Cl3

Inicialmente, com o auxílio de um vidro de relógio, pesou-se 8 g de cloreto de amônio, que foi posteriormente solubilizado em 20 mL de água destilada contida em um erlenmeyer de 125 mL. Então, o sistema foi transferido para a capela e aquecido em agitador magnético com aquecimento até a ebulição, quando foram adicionados 2,4 g de cloreto de cobalto (II) hexa-hidratado. Com o erlenmeyer ainda quente, foram adicionados 0,4 g de carvão ativado, seguido de resfriamento da vidraria em água corrente até a temperatura ambiente.