quimica de coordenação

Ministrio da Educao UNIVERSIDADE TECNOLGICA FEDERAL DO PARAN

Campus Curitiba

Departamento de Qumica e Biologia DAQBi

Bacharelado em Qumica Tecnolgica

EXPERIMENTOS DE QUMICA DE COORDENAO

2. SEMESTRE 2014

Profa. Marcela Mohallem Oliveira

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QUMICA DE COOREDANO APOSTILA DE PRTICAS A apostila a seguir serve de material base para os experimentos que sero desenvolvidos no decorrer do semestre na disciplina de Qumica de Coordenao. So 9 experimentos distribudos por todo o semestre, e que englobam toda a parte terica que ser vista dentro da disciplina. Em geral, os roteiros apresentam uma introduo terica, os objetivos do experimento, um roteiro detalhado a ser seguido e uma pequena bibliografia, como vocs podem ver nos roteiros que seguem esta pequena introduo. Com relao avaliao dos experimentos, os alunos devem entregar em data a combinar, relatrios simplificados dos experimentos escolhidos pelo professor, e em 3 ou 4 casos, relatrios detalhados contendo: 1. Capa: com o nome do experimento e nome dos integrantes do grupo; 2. Introduo: descrevendo a teoria que acompanha o experimento, lembrando sempre de citar bibliografia no decorrer do texto; 3. Objetivos; 4. Parte experimental: descrevendo detalhadamente cada passo que foi feito no laboratrio durante o experimento; 5. Resultados e discusso: parte mais importante do relatrio, que deve conter as equaes que descrevem reaes, explicao do motivo de cada transformao, explicao da importncia de cada reagente ou processo realizado, bem como os resultados esperados e alcanados; 6. Concluso; 7. Bibliografia. Esperamos que o semestre seja bem proveitoso a todos! Bom trabalho!!!!! Marcela

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UNIVERSIDADE TECNOLGICA FEDERAL DO PARAN Departamento de Qumica e Biologia

Campus Curitiba

Bacharelado em Qumica Tecnolgica Qumica de Coordenao

PRTICA 1. Sntese e reatividade dos compostos de coordenao

OBJETIVO: Observar a reatividade de compostos de coordenao de cobre e cobalto.

MATERIAIS E REAGENTES:

MATERIAIS REAGENTES Estante para tubos de ensaio Soluo 0,2 mol/l de Co(NO3)2 6 tubos de ensaio CuSO4. 5 H2O p.a. Pra de suco Soluo 1 mol/l de NaOH Pipeta conta-gotas Soluo NH4 OH (6 mol/l e 3 mol/l) Basto de vidro Soluo 1 mol/l de CoCl2 Cadinho de porcelana Soluo de HCl concentrada Triangulo de porcelana Soluo de NH4OH concentrada Bico de Bunsen 2 frascos para descarte (Cobalto e Cobre) Caixa de Fsforos Etanol pa Esptula de vidro e de metal Pipeta de 5 ml ou 10 ml Papel filtro Funil de haste curta Suporte universal para aquecimento Suporte de anel Pina metlica Pina de madeira para tubos

FUNDAMENTAO TERICA: Muitos elementos do bloco d formam solues aquosas com cores caractersticas. O cloreto de

cobre(II), por exemplo, no estado slido marrom e o brometo de cobre(II) preto, mas ambas as

solues aquosas so azuis. A cor azul relacionada aos ons cobre(II) hidratados, de composio

[Cu(H2O)6]2+, que so formados quando o slido dissolvido. Como a frmula sugere, estes ons

hidratados tm composio especfica, alm de estrutura e propriedades definidas. Eles podem ser

entendidos como provenientes da reao na qual as molculas de gua agem como bases de Lewis

(doadores de um par de eltrons) e o on Cu2+ como cido de Lewis (receptor de um par de eltrons).

Este tipo de reao cido-base caracterstico de muitos ctions dos elementos tanto dos grupos

principais como do bloco d.

O on hidratado [Cu(H2O)6]2+ um exemplo de um complexo, uma espcie que consiste de um

tomo ou on central ao qual esto ligados, por ligao coordenada, um certo nmero de ons ou

molculas. J um composto de coordenao um composto eletricamente neutro no qual pelo menos um

dos ons presentes um complexo. Os termos compostos de coordenao (o composto total neutro) e

complexo, um ou mais dos ons ou espcies neutras presentes em um composto, so muitas vezes usados

como sinnimos. Os compostos de coordenao incluem compostos eletricamente neutros, tais como o

Ni(CO)4 bem como compostos inicos, como o K4[Fe(CN)6].

As molculas ou ons (normalmente quatro ou seis) que so as bases de Lewis ligadas ao tomo

ou on central, em um complexo de metal d, so conhecidas como ligantes. Um exemplo o on

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hexacianoferrato (II), [Fe(CN)6]4-, no qual o cido de Lewis Fe 2+ forma ligaes pelo compartilhamento

de pares de eltrons com os ons CN-. Um exemplo de complexo neutro o Ni(CO)4 , no qual os tomos

de Ni agem como cidos de Lewis, e os ligantes, as molculas de CO, agem como bases de Lewis.

Cada ligante em um complexo utiliza um nico par de eltrons com o qual se liga ao on ou

tomo central, pela formao de ligaes covalentes coordenadas. Os ligantes diretamente ligados ao on

central nos complexos so indicados entre colchetes nas frmulas qumicas, e fazem parte da esfera de

coordenao do on central. O nmero de pontos aos quais os ligantes so ligados ao tomo de metal

central chamado de nmero de coordenao do complexo: o nmero de coordenao 4 no Ni(CO)4 e

6 no [Fe(CN)6]4- .

Como a gua uma base de Lewis, ela forma complexos com a maioria dos ons do bloco d

quando eles so dissolvidos neste meio. Solues aquosas de ons dos metais d so normalmente

solues de complexos com a gua: Fe2+ (aq), por exemplo, rigorosamente [Fe(H2O)6]2+. Muitos

complexos so preparados simplesmente pela mistura de solues aquosas de ons de um metal d com a

base de Lewis apropriada.

[Fe(H2O)6]2+

(aq) + 6 CN- (aq) [Fe(CN)6]

4- (aq) + 6 H2O (l)

Este um exemplo de uma reao de substituio, uma reao na qual uma base de Lewis toma o

lugar de outra. Aqui os ons CN- retiram as molculas de gua da esfera de coordenao do complexo

[Fe(H2O)6]2+ e tomam os seus ligantes. Uma substituio menos completa ocorre quando outros ons,

como o cloro, so adicionados a uma soluo de ferro(II):

[Fe(H2O)6]2+ (aq) + Cl

- (aq) [FeCl(H2O)5]

+ (aq) + H2O (l).

Como a cor dos complexos dos metais d depende da identidade dos ligantes e da do metal,

mudanas expressivas de cor sempre acompanham estas reaes.

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

1) Sntese do Sulfato de tetraaminocobre (II) [Cu(NH3)4]SO4 a) Aquecer cuidadosamente, sem calcinar, em cadinho alguns miligramas de CuSO4. 5H2O. Observar

que o sal fica branco, ligeiramente amarelado.

b) Colocar o resduo seco em um tubo de ensaio contendo em torno de 6 ml de gua e observar que a

soluo fica de colorao azul.

c) Dividir a soluo acima em 3 tubos de ensaio: A, B e C e fazer os seguintes experimentos:

TUBO A: Adicionar 1 ml de soluo de NaOH 1 mol/l. Observar a formao de precipitado azul,

parcialmente solvel em excesso de NaOH que escurece com o aquecimento.

TUBO B: Adicionar, gota a gota, soluo de NH4OH 6 mol/l, dissolver o precipitado inicialmente

formado. Observar a colorao azulada. Colocar certo volume de lcool at verificar modificao

do meio, deixar decantar o precipitado de cor azul forte. Analisar o que ocorreu.

TUBO C: Adicionar lcool e observar a formao de precipitado de cor azul fraca.

2) Sntese do Nitrato de hexaaminocobalto (II) [Co(NH3)6](NO3)2.

a) Colocar em um tubo de ensaio, 5 ml de uma soluo de Co(NO3)2 0,2 mol/l e adicionar gotas de uma

soluo de NH4OH 3 mol/l e agitar. Aps esta adio, juntar 6 ml de NH4OH mais concentrada (tente a

soluo de 6 mol/l e se no funcionar tente a soluo concentrada- na capela). Observar a colorao

obtida.

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3) Sntese do Cloreto de hexaaquocobalto (II) - [Co(H2O)6]Cl2 a) Colocar em um tubo de ensaio 0,5 ml de soluo aquosa de CoCl2 1 mol/l e 0,5 ml de HCl

concentrado (na capela). Observar a mudana de colorao de rseo para azul. Adicionar mais gua e

observar novamente a colorao rsea.

b) Riscar um papel de filtro com um basto, umedecido na soluo rsea, e em seguida secar

cuidadosamente. Aps seco, aquecer ligeiramente e observar colorao azul no local riscado. Expondo o

papel ao ar a colorao azul desaparece, mas retorna por aquecimento.

Entregar em um papel (devidamente identificado com os nomes de cada integrante do grupo e o

nmero do experimento) as seguintes informaes:

- quais so as equaes das reaes qumicas envolvidas em cada uma das etapas;

- quais so as cores de cada uma das espcies formadas?

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS: ATKINS, P. W.; JONES, L.. Princpios de qumica: questionando a vida e o meio ambiente. 3 ed. Porto

Alegre: Bookman, 2006.

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PRTICA 2. Sntese do cloreto de hexaminnquel(II).

OBJETIVO: Sntese e purificao de um composto de coordenao.


MATERIAIS REAGENTES Esptula NiCl2. 6H2O Pina NH4OH conc. 2 bquers de 100 ml NH4OH 6 mol/l 1 bquer de 50 ml Gelo 2 Pipetas graduadas de 10 ml Acetona 1 Pra de suco gua destilada 1 Funil de Bchner mdio com rolha frasco para descarte (Nquel) 1 Kitasato Papel filtro 1 vidro de relgio 1 Bomba a vcuo 1 Bandeja mdia de plstico 1 agitador magntico 1 barra magntica 1 basto de vidro

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL: 1) Pese 3 g de cloreto de nquel hexahidratado, e dissolva o sal em 5 ml de gua (se necessrio, aquea

levemente a mistura).

2) Leve a soluo para a capela e l adicione esta 6 ml de NH4OH concentrado previamente resfriado

em banho de gelo. Aps a adio do hidrxido de amnio, a mistura deve ser colocada por 20 minutos em

banho de gelo para a formao dos cristais.

3) Filtre os cristais obtidos NA CAPELA, e lave-os com 3 ml da soluo gelada de NH4OH 6 mol/l, e em

seguida com acetona. Deixe os cristais secarem a temperatura ambiente.

4) Aps secos, pese e calcule o rendimento obtido.

5) Entregar em um papel identificado com o nome de cada integrante do grupo, a equao da reao de

sntese do complexo juntamente com o rendimento da reao.

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PRTICA 3 PARTE I. Sntese de complexos de cobalto.

OBJETIVO: Sintetizar e observar a reatividade de compostos de coordenao.

MATERIAIS E REAGENTES

MATERIAIS REAGENTES Esptula Carbonato de amnio (NH4)2CO3 Pina NH4OH concentrado 4 bquer de 100 ml Co(NO3)2 . 6H2O 1 bquer de 250 ml gua destilada 1 barra magntica mdia Soluo 30% de H2O2 4 pipeta graduada de 10 ml Gelo 1 pipeta graduada de 5 ml Etanol Pra de suco frasco para descarte (Cobalto) Cpsula de porcelana grande Termmetro Papel filtro Funil de placa porosa Kitasato Bomba a vcuo Bandeja de plstico Agitador magntico com aquecimento Banho maria 1 Proveta de 100 mL 1 basto de vidro

FUNDAMENTAO TERICA Os complexos envolvendo cobalto como cido de Lewis e o grupo NH3 como base tiveram um

destacado papel no desenvolvimento da chamada qumica de coordenao. Neste experimento

aprenderemos a preparar dois deles: o [Co(NH3)4CO3]NO3 e o [Co(NH3)5Cl]Cl.


Parte I: Sntese do nitrato de carbonatotetraamincobalto (III) 1) Dissolva 10 g de (NH4)2CO3 em 30 ml de gua e adicione 30 ml de NH4OH concentrado (mantenha o

sistema sob agitao utilizando o agitador magntico NA CAPELA). Dissolva 7,5 g de Co(NO3)2.6 H2O

em 15 ml de gua. Transfira a segunda soluo contendo o de Co(NO3)2 para um bequer de 250 mL e

adicione a primeira soluo esta.

2) soluo resultante, adicione LENTAMENTE 4 ml de uma soluo 30 % de H2O2. Aquea esta nova

soluo em placa de aquecimento, sem deixar levantar fervura, at que seu volume se reduza para

aproximadamente 45 50 ml (essa etapa pode necessitar de mais tempo do que uma aula). Controle a

temperatura para que no haja ebulio. Durante o processo de evaporao, acrescente pouco a pouco 5 g

de (NH4)2CO3.

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3) Filtre a vcuo, e ainda quente, a soluo resultante. Resfrie o filtrado em banho de gelo. Depois, filtre a

vcuo os cristais formados (de cor vermelha). Lave primeiramente o composto com pequeno volume de

gua gelada (no exagere, pois o composto solvel neste meio use aproximadamente 2 ml), lavando-o

depois com igual quantidade de etanol. Calcule o rendimento obtido.

SUGESTES E OBSERVAES Para a sntese do [Co(NH3)4CO3]NO3, a equao no balanceada :

Co(NO3)2 + NH3 (aq)+ (NH4)2CO3+ H2O2 [Co(NH3)4CO3]NO3 + NH4NO3 + H2O

QUESTES a) Balanceie a equao acima.

b) Qual a funo do H2O2 na reao?

c) Qual foi o rendimento?

Entregar em um papel identificado com o nome dos integrantes do grupo.

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PRTICA 3 PARTE II. Sntese de complexos de cobalto.

OBJETIVO: Sintetizar e observar a reatividade de compostos de coordenao.


MATERIAIS REAGENTES Esptula HCl concentrado Pina gua destilada gelada 2 bquer de 100 ml NH4OH concentrado 1 bquer de 250 ml Etanol 2 pipeta graduada de 10 ml Gelo 1 pipeta graduada de 5 ml frasco para descarte (Cobalto) Pra de suco Cpsula de porcelana grande Termmetro Papel filtro Funil de placa porosa Kitasato Bomba a vcuo Bandeja de plstico Agitador magntico com aquecimento Banho maria Papel indicador universal Estufa a 120oC 1 Proveta de 100 mL 1 basto de vidro

Parte II: sntese do cloreto de cloropentaaminocobalto (III). 1) Dissolva 2,5 g do [Co(NH3)4CO3]NO3 em 25 ml de gua e adicione de 2,5 a 5 ml de HCl concentrado

(at que no haja mais liberao de CO2). Neutralize o sistema, utilizando uma soluo aquosa

concentrada de NH3, adicionando em seguida cerca de 2,5 ml da mesma soluo (excesso). Aquea esta

soluo, em placa de aquecimento, por aproximadamente 30 minutos (evite ebulio): haver a formao

do [Co(NH3)5(OH2)]3+ . Resfrie um pouco a soluo e acrescente 35 ml de HCl concentrado. Aquea

novamente por mais uns 20 ou 30 minutos em banho-maria. (Observe a mudana de colorao). Deixe

resfriar at a temperatura ambiente. Lave o composto formado algumas vezes com gua gelada

(acrescente o solvente e deixe decantar, sucessivas vezes). Depois filtre a vcuo, lavando com alguns ml

de etanol. Seque o composto em estufa a 120 C para remover o solvente.

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PRTICA 4. Reatividade dos compostos de coordenao

OBJETIVO: Observar a reatividade dos Compostos de Coordenao.


MATERIAIS REAGENTES Estante com tubos de ensaio Soluo 6 mol/l e 3 mol/l de HCl 10 tubos de ensaio Soluo 0,1 mol/l de KI Pipeta graduada de 5 ml ou 10 ml Soluo 0,1 mol/l de FeCl3 Esptula de metal Soluo 0,1 mol/l de CuSO4 Pra de suco Soluo 0,1 mol/l de KSCN Soluo 0,1 mol/l de AgNO3 Soluo 6 mol/l de HCl Soluo 1 mol/l de CoCl2 Soluo 6 mol/l de NH4OH Soluo concentrada de NH4SCN NaF p.a. CuSO4.5H2O p.a. KSCN (s) Amido Acetona 3 frascos para descarte (Ferro, Cobalto e Cobre)

FUNDAMENTAO TERICA A luz branca uma mistura de todos os comprimentos de onda da radiao eletromagntica, de

cerca de 400 nm (violeta est em aproximadamente 420 nm) at cerca de 800 nm (o vermelho fica em

torno de 700 nm). Quando alguns desses comprimentos de onda so removidos do feixe de luz branca

pela passagem da luz atravs de uma amostra, a luz que sai no mais branca ao olho nu. Por exemplo, se

a luz verde removida, a luz que aparece vermelha. Dizemos que a cor verde e vermelha so cores

complementares, uma em relao outra cada uma a cor que permanece depois que a outra

removida. Se uma substncia parece azul (como no caso da soluo de sulfato de cobre (II)), porque

est absorvendo a luz laranja (580 a 620 nm). De maneira recproca, se sabemos o comprimento de onda

(e, portanto a cor) da luz que absorvida pela substncia, ento podemos prever a cor da substncia pela

observao da cor complementar na roda de cores. Como o [Ti(H2O)6]3+ absorve luz de 510 nm, que a

luz amarelo-esverdeado, o complexo aparece violeta.

A previso das cores , de fato, muito difcil. Um dos problemas que os compostos absorvem luz

em um intervalo de comprimentos de onda e podem de fato absorver em diferentes regies do espectro. A

clorofila, por exemplo, absorve tanto a luz vermelha quanto a azul, deixando somente comprimentos de

onda prximos ao verde para serem refletidos pela vegetao.

Como os ligantes de campo fraco propiciam pequenos desdobramentos, os complexos que eles

formam absorvem baixa energia, radiao de comprimento de onda grande. As radiaes de comprimento

de onda grande correspondem luz vermelha, e por isso estes complexos exibem cores prximas ao

verde. Como os ligantes de campo forte originam grandes desdobramentos, os complexos que eles

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formam devem absorver alta energia, radiao de comprimento de onda pequeno, correspondendo ao

violeta no final do espectro visvel. Tais complexos podem ser previstos como tendo cores prximas do

laranja e do amarelo.

As cores que descrevemos tm origem nas transies d-d, nas quais um eltron excitado de um

orbital d para outro.Nos complexos octadricos, a excitao de um orbital t2g para um orbital eg. Em

um complexo tetradrico, a excitao de um orbital e para um orbital t2, porque a ordem dos orbitais

revertida. Entretanto, existe um tipo alternativo de transio, chamado de transio de transferncia de

carga, na qual um eltron excitado do ligante para o tomo de metal ou vice versa. Transies de

transferncia de cargas so freqentemente muito intensas. Um exemplo de uma transio de

transferncia de carga do ligante para o metal a cor prpura intensa

dos ons permanganato, MnO4.


Identificao dos ons metlicos e seus sais complexos:

1) Ferro e Cobalto Colocar em 4 tubos de ensaio:

TUBO A: 1ml de soluo de FeCl3 0,1 mol/l;

TUBO B: 1 ml de soluo de FeCl3 0,1 mol/l e a ponta de uma esptula com NaF.

TUBO C: 1 ml de soluo de CoCl2 1 mol/l

TUBO D: 1 ml de soluo de CoCl2 1 mol/l e a ponta de uma esptula com NaF.

Em seguida, adicionar a cada um deles, soluo concentrada de tiocianato de amnio. Observar. No caso

dos tubos C e D pode-se adicionar acetona para melhor observar a colorao.

2) Ferro e Cobre TUBO A: 1ml de soluo de FeCl3 0,1 mol/l

TUBO B: 1 ml de soluo de CuSO4 0,1 mol/l

TUBO C: 1 ml de soluo de FeCl3 0,1 mol/l e a ponta de uma esptula com NaF.

TUBO D: 1 ml de soluo CuSO4 e a ponta de uma esptula com NaF. Em seguida, adicionar a cada um

deles, 1 ml de soluo de KI 0,1 mol/l e amido. Observar.

3) Ferro e Cobalto TUBO A: 1 ml de H2O destilada, 1 ml de soluo de CoCl2 1 mol/l, 1 ml de soluo de FeCl3 0,1 mol/l e

juntar a ponta de uma esptula com NaF. Adicionar alguns mg de KSCN. Observar.

TUBO B: 1 ml de gua destilada, 1 ml de soluo de CoCl2 1 mol/l e gotas de soluo de FeCl3 0,1 mol/l.

Em seguida, adicionar 1 ml da soluo saturada de KSCN. Observar.

Observao: No tubo A, o on Fe3+ ficou bloqueado (mascarado) na forma de um fluorocomplexo muito

estvel, ficando impedido de interferir na reao de Co2+, com o SCN-.

4) Solubilizao de um precipitado por complexao a) Em um tubo de ensaio pequeno, adicione 10 gotas de uma soluo de AgNO3 0,1 mol/l e 1 gota de uma

soluo de HCl 6 mol/l. Escreva a reao para essa equao.

b) Adicione, gota a gota, NH4OH 6mol/l at que o precipitado tenha sido dissolvido. Qual o on complexo

formado? Mostre a equao.

c) soluo acima, adicione 4 gotas de uma soluo de HCl 6 mol/l. Explicar.

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ATKINS, P. W.; JONES, Loretta. Princpios de qumica: questionando a vida e o meio ambiente. 3

ed. Porto Alegre: Bookman, 2006. 965p.

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PRTICA NO 05 - PARTE I. Sntese e purificao de compostos de coordenao.

OBJETIVO: Preparar complexos cujas propriedades possam ilustrar aspectos importantes da qumica de

coordenao. Executar mtodos usuais de preparao e purificao desses compostos.

MATERIAL E REAGENTES

MATERIAIS REAGENTES 2 bqueres (250 ml) CrCl3 . 6 H2O (s) 2 bqueres (100 ml) Soluo NaOH 0,1 mol/l Termmetro H2C2O4 (s) 6 tubos de ensaio K2Cr2O7(s) Suporte para tubos de ensaio K2C2O4(s) Esptula lcool etlico (gelado e T ambiente) Pipeta graduada de 5 ml e 10 ml frasco para descarte (Cromo) Bico de Bunsen com tela de amianto Pra de suco Basto de vidro Kitassato Funil de Bchner Papel filtro Bomba a vcuo 2 bacias de plstico Barra magntica Agitador magntico com aquecimento Gelo Suporte Universal Suporte de anel Funil de vidro de haste curta Papel de filtro Vidro de relgio Pina de metal Esptula de metal

FUNDAMENTAO TERICA Grande parte das reaes qumicas realizadas em laboratrios necessita de uma etapa posterior

para a separao e purificao adequadas do produto sintetizado. A purificao de compostos cristalinos

impuros geralmente feita por cristalizao a partir de um solvente ou de misturas de solventes. Esta

tcnica conhecida por recristalizao, e baseia-se na diferena de solubilidade que pode existir entre um

composto cristalino e as impurezas presentes no produto da reao.

Um solvente apropriado para a recristalizao de uma determinada substncia deve preencher os

seguintes requisitos:

a) Deve proporcionar uma fcil dissoluo da substncia a altas temperaturas;

b) Deve proporcionar pouca solubilidade da substncia a baixas temperaturas;

c) Deve ser quimicamente inerte (ou seja, no deve reagir com a substncia);

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d) Deve possuir um ponto de ebulio relativamente baixo (para que possa ser facilmente removido da

substncia recristalizada);

e) Deve solubilizar mais facilmente as impurezas que a substncia.

O resfriamento, durante o processo de recristalizao, deve ser feito lentamente para que se

permita a disposio das molculas em retculos cristalinos, com formao de cristais grandes e puros.

Caso se descubra que a substncia muito solvel em um dado solvente para permitir uma

recristalizao satisfatria, mas insolvel em outro, combinaes de solventes podem ser empregadas.

Os pares de solventes devem ser completamente miscveis (exemplos: metanol e gua; etanol e

clorofrmio; clorofrmio e hexano, etc.).


1) Preparao do trioxalocromato (III) de potssio {K3[Cr(C2O4)3]} . 3 H2O Adicione 9 g de cido oxlico, a 20 ml de gua na temperatura de cerca de 70 C. Agite bem at

dissolver e adicione ento, em pequenas pores, 3 g de dicromato de potssio. Se o dicromato estiver

impuro, dissolva-o antes num mnimo de gua quente e filtre a quente. Junte ento o filtrado soluo da

reao. Ao adicionar o dicromato ocorre forte efervescncia. Aps a reao (efervescncia) ter se

processado, ferva a soluo resultante por 10 min. Adicione ento, 3,6 g de oxalato de potssio. Deixe at

que este se dissolva e depois resfrie a mistura temperatura ambiente. Adicione depois 4 ml de etanol e

continue o resfriamento em banho de gelo. Cristais azuis esverdeados se separaro da soluo bem escura.

Um pequeno volume adicional de lcool pode ser adicionado se houver dificuldade em iniciar a

cristalizao. Aps 15 min, em banho de gelo, filtre os cristais em funil de Bchner e lave com pequeno

volume da mistura gua-etanol (1:1) e finalmente com etanol puro e gelado. Faa a equao da reao e

calcule o rendimento.

Propriedades: 1) Ferva uma pequena quantidade do produto obtido com soluo de NaOH 0,1 mol/l. Identifique a

soluo e o slido formado.

2) Em um bquer dissolva uma pequena poro de CrCl3.6 H2O e adicione gota a gota NaOH 0,1 mol/l

at a precipitao. Compare com o resultado obtido no item anterior.

Os cristais do composto, quando bem formados, apresentam-se como prismas azuis monoclnicos

e so fortemente dicricos - sua soluo aquosa parece azul esverdeada luz solar difusa, mas se

apresenta vermelho sob luz artificial.

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PRTICA NO 05 - PARTE II. Sntese e purificao de compostos de coordenao.

OBJETIVO: Executar e avaliar mtodos usuais de preparao, purificao e caracterizao de

compostos de coordenao.


MATERIAIS REAGENTES 2 bquers de 250 ml KMnO4 (s) 2 bquers de 50 ml K2CO3(s) Pipeta graduada de 5 ml e de 10 ml H2C2O4 (s) Termmetro NaCl (s) 6 tubos de ensaio Soluo de KI (2%) Suporte para tubos de ensaio Soluo de amido Bico de Bunsen H2SO4 (2 mol/l) Pra de suco CaCl2 (2 mol/l) Basto de vidro EDTA (0,10 mol/l) Esptula lcool etlico (gelado e T ambiente) Funil de placa porosa Acetona Papel filtro gua destilada (gelada e a T ambiente) Bomba a vcuo Gelo Kitassato frasco para descarte (Mangans) Chapa de aquecimento Pina de madeira Bacia de plstico Vidro de relgio 1 Proveta de 100 mL Pina de metal Esptula de metal


1) Preparao do tri-oxalato manganato (III) de potssio {K3[Mn(C2O4)3]}.3H2O Dissolva 10,5 g de cido oxlico em 75 ml de gua, num bquer de 250 ml. Aquea a soluo a

70-75 C e adicione lentamente 2,1 g de permanganato de potssio. Quando a soluo estiver incolor,

adicione lentamente 2,3 g de carbonato de potssio. Pode haver a formao de um precipitado branco.

Resfrie a soluo a ~4 C, em banho de gelo e sal e adicione 50 ml de gua. Mantenha a temperatura entre

2 C e adicione 0,5 g de permanganato de potssio, em pequenas pores. Filtre a soluo vcuo.

Transfira o filtrado para um bquer de 250 ml e resfrie em banho de gelo. Adicione 75 ml de

etanol gelado e mantenha a soluo resfriada e no escuro por uma semana. Filtrar a vcuo, lavando o

precipitado com etanol gelado e depois com acetona. Deixe secar por algum tempo no filtro. Guarde o

produto obtido ao abrigo da luz. Faa a equao da reao e calcule o rendimento.

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Propriedades: 1) A 2 ml de uma soluo a 1% do produto, adicione 2 ml de soluo de KI 2%. Anote qualquer variao

de cor. Adicione depois uma gota de soluo de amido.

2) A 2 ml de uma soluo a 1% do produto adicione algumas gotas de cido sulfrico 2 mol/l. Aquea

ligeiramente.

3) A 2 ml de uma soluo a 1% do produto junte vrias gotas da soluo de CaCl2- 2 mol/l. Adicione 1 ml

de soluo de EDTA 0,10 mol/l e observe.

Entregar em um papel (devidamente identificado com os nomes de cada integrante do grupo e o

nmero do experimento) as seguintes informaes:

- quais so as equaes das reaes qumicas envolvidas em cada uma das etapas;

- quais so as cores de cada uma das espcies formadas?

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PRTICA 6. Sntese e isomerizao em compostos de coordenao

OBJETIVO: Observar a isomerizao dos compostos de coordenao.


MATERIAIS REAGENTES 3 bquers de 50 ml Cloreto de amnio (NH4Cl)

2 bquers de 100 ml Hidrxido de amnio (NH4OH) conc.

1 erlenmeyer de 250 ml Cloreto de cobalto hexahidratado (CoCl2.6H2O)

3 pipetas graduadas de 10 ml Perxido de hidrognio (H2O2) 30%

Esptula cido clordrico ( HCl) 3,0 mol/l

Pra cido clordrico ( HCl) 6,0 mol/l

Agitador magntico Nitrito de sdio (NaNO2)

Barra magntica gua gelada

Bandeja Etanol

Termmetro Gelo

Papel indicador frasco para descarte (Cobalto)

Papel filtro

Funil de placa porosa

Kitasato

Bomba a vcuo

Pina de metal

Esptula de metal

FUNDAMENTAO TERICA: Muitos complexos e compostos de coordenao existem como ismeros. Os ismeros so

compostos que contm o mesmo nmero dos mesmos tomos, mas em arranjos diferentes. Isomerismo

mais do que um interesse acadmico: algumas drogas contra o cncer esto baseadas em complexos de

platina com formas adequadas para interagir com as molculas de DNA.

As duas maiores classes de ismeros so os ismeros estruturais, no qual os tomos tm diferentes

companheiros, e os estereoismeros, nos quais os tomos tm os mesmos companheiros, mas em

diferentes arranjos no espao. Os ismeros estruturais dos compostos de coordenao podem ser

subdivididos em ismeros de ionizao, de hidratao, de ligao e de coordenao.

Os ismeros de ionizao diferem pela troca de um ligante por um nion ou molcula neutra fora

da esfera de coordenao. Por exemplo, [CoBr(NH3)5]SO4 e [CoSO4(NH3)5]Br so ismeros de ionizao

porque o on Br- um ligante do cobalto no primeiro, mas um nion acompanhante no ltimo.

Os ismeros de hidratao so um tipo especial de ismeros. Eles diferem pela troca entre uma

molcula de gua e um outro ligante da esfera de coordenao.

Os ismeros de ligao diferem na identidade do tomo que um dado ligante usa para ligar-se ao

metal. Um ligante pode ter mais de um tomo com um par isolado que pode ligar-se ao on do metal; mas

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por causa de seu tamanho ou forma, somente um tomo de cada vez pode ligar-se ao on do metal. Os

ligantes mais comuns que mostram este tipo de isomerismo de ligao so: SCN- versus NCS- ; NO2-

versus ONO-, e CN- versus NC -; o tomo doador escrito em primeiro lugar em cada par.

Embora eles sejam constitudos pelo mesmo nmero e tipo de tomos, os ismeros estruturais tm

diferentes frmulas qumicas porque as frmulas mostram como os tomos esto agrupados dentro e fora

da esfera de coordenao. Os estereoismeros, por outro lado, tm a mesma frmula qumica porque seus

tomos tm o mesmo padro nas esferas de coordenao; somente o arranjo dos ligantes no espao difere

de um ismero para o outro. Existem dois tipos de estereoismeros, geomtrico e ptico. Nos ismeros

geomtricos, os tomos esto ligados aos mesmos vizinhos, mas tm diferentes orientaes. Os ismeros

geomtricos existem nos complexos quadrado planares e octadricos. Eles no podem ocorrer nos

complexos tetradricos porque qualquer par de vrtices equivalente a qualquer outro par. As

propriedades qumicas e fisiolgicas dos ismeros geomtricos podem diferir grandemente.

Os ismeros pticos so uma classe especial de estereoismeros: no se superpem s suas

imagens no espelho. Tanto a isomeria ptica como a geomtrica possvel nos complexos octadricos.

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 1) Pese 5,0g de cloreto de amnio e dissolva em 30ml de hidrxido de amnio concentrado (NA

CAPELA!!). Use um erlenmeyer de 250ml.

2) Agitando continuamente (agitao magntica) a soluo obtida no item 1, acrescente 10g de cloreto de

cobalto hexahidratado.

3) Ainda com agitao contnua, adicione lentamente 8ml de uma soluo de perxido de hidrognio a

30%.

4) Quando a efervescncia produzida tiver cessado, filtre a mistura, e resfrie o filtrado 10 C.

5) Ao filtrado gelado, adicione gota a gota e LENTAMENTE uma soluo 3,0 mol/l de HCl, at

neutralizar a soluo.

6. Adicione ento 5,0 g de nitrito de sdio soluo neutra, e mantenha-a em banho de gelo por 40

minutos.

7) Filtre os cristais obtidos, ou seja, o [Co(NH3)5ONO]Cl2, e lave-os com 20 ml de gua gelada e em

seguida com 20 ml de etanol. Deixe ento os cristais secarem em temperatura ambiente.

8) A converso (isomerizao) do [Co(NH3)5ONO]Cl2 ao [Co(NH3)5ONO]Cl2 ocorre com a exposio do

composto luz solar por alguns dias, ou com aquecimento. A ocorrncia de isomerizao pode ser

verificada com base na mudana de colorao do composto: [Co(NH3)5ONO]Cl2 salmo (rosa),

enquanto o [Co(NH3)5NO2]Cl2 amarelo (amarelo-tijolo).

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ATKINS, P. W.; JONES, Loretta. Princpios de qumica: questionando a vida e o meio ambiente. 3 ed.

Porto Alegre: Bookman, 2006. 965p.

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PRTICA 7. A qumica dos compostos de coordenao e a espectroscopia.

OBJETIVO: Verificar experimentalmente algumas propriedades de complexos em soluo. Ilustrar

conceitos importantes envolvidos na formao e reatividade de compostos de coordenao.


MATERIAIS REAGENTES 12 tubos de ensaio Soluo 1 mol/l de NH4SCN Suporte para tubos de ensaio Soluo 0,1 mol/l de Cr2(SO4)3 Pipetas graduadas Soluo 0,1 mol/l de Co(NO3)2 Balana Soluo 0,1 mol/l de CuSO4 Esptula Soluo 0,1 mol/l de EDTA Bico de Bunsen Soluo 0,1 mol/l de Na2C2O4 Pra Soluo saturada de KBr Pina de madeira Soluo de FeCl3 0,1 mol/l em HCl dil. Fsforo cido tartrico Pina de metal gua destilada Esptula de metal H2SO4 1, mol/l NH4OH conc. HCl conc. ZnSO4 . 7 H2O Soluo 0,1 mol/l de cido tartrico Soluo 0,05 mol/l de acido actico Soluo 0,01 mol/l de HNO3 5 frascos para descarte (Cromo, Ferro, Zinco, Cobalto e

Cobre)

FUNDAMENTAO TERICA Devido a sua estrutura, os metais de transio apresentam numerosos ons e complexos coloridos.

A cor pode mudar entre diferentes compostos de um mesmo elemento, por exemplo, o mangans com

estado de oxidao +7, MnO4- , prpura, embora o on Mn2+ rosa plido (WIKIPDIA, 2008).

Num complexo, formado por um metal de transio com vrios ligantes, os nveis dos orbitais d

no se encontram todos na mesma energia, devido ao efeito que exercem esses ligantes. Portanto, existem

alguns nveis com mais energia e outros com menos energia. Quando irradiado com radiao

eletromagntica de freqncia adequada, esta absorvida, provocando a transferncia de um eltron de

um nvel de energia mais baixo para um nvel de energia mais alto. Dependendo da diferena de energia

existente entre os dois nveis, que depende do tipo de complexo, absorver uma freqncia ou outra, e,

portanto ser observada uma cor ou outra (WIKIPDIA, 2008)..

A cor do complexo depende da:

a) Natureza do on metlico, concretamente do nmero de eltrons nos orbitais d.

b) Disposio espacial dos ligantes em torno do on metlico (por exemplo, os ismeros geomtricos

podem apresentar coloraes diferentes).

c) Natureza dos ligantes.

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Os complexos formados pelo zinco, que rigorosamente no um elemento de transio, so

incolores, pois os orbitais 3d esto completos e, por isso, os seus eltrons no podem passar para outros

nveis energticos (WIKIPDIA, 2008).


1) Formao de complexos em etapas Pegue dois tubos de ensaio e numere-os. Adicione 2 ml de sulfato de cobre II 0,1 mol/l e 1 ml de cido

sulfrico 1 mol/l ao tubo 1 e tambm ao tubo 2. Ao tubo 1 v adicionando, em gotas, uma soluo de KBr

saturada at no se observar mais variao de cor na soluo contida no tubo. Anote todas as mudanas de

cores e aspectos observados na soluo e compare com a cor do tubo 2.

Mantenha cerca de 2 ml da soluo final no tubo de ensaio 1 e o restante transfira para um outro tubo

denominado 3 e junte gua, em pequenas pores. Analise seus dados e compare as cores do tubo 1, 2 e 3.

2) Estabilidade termodinmica a) A dois novos tubos de ensaio (tubo 1 e tubo 2), adicione 1 ml de soluo de cloreto frrico em HCl

diludo. Adicione 1 ml de soluo de hidrxido de amnio concentrado ao tubo 1. Ao tubo 2, adicione

inicialmente 2 ml de soluo de cido tartrico 0,1 mol/l e depois 1 ml de soluo de hidrxido de amnio

conc. Compare os fenmenos observados nos dois tubos.

b) Adicione cerca de 1 ml de soluo de nitrato de cobalto II 0,1 mol/l em um tubo de ensaio. Junte

algumas gotas de HCl conc. Agite a soluo e observe. Repita o processo at no observar mais

modificaes. Adicione a seguir alguns cristais de um sal de zinco (ZnSO4.7H2O). Agite bem e observe.

c) A 2 ml de soluo de cloreto frrico em HCl diludo, adicione algumas gotas de soluo de tiocianato

de amnio 1 mol/l. Agite e observe. Junte ento 4 ml de soluo de oxalato de sdio 0,1 mol/l. s vezes,

devido a grande absortividade molar das espcies formadas no se percebe variaes de cor. Caso isso

ocorra, faa diluies controladas at se observar o fenmeno.

3) Inrcia e labilidade a) Em um tubo de ensaio, misture 1 ml de soluo de cloreto frrico em HCl diludo a 3 ml de soluo de

EDTA 0,1 mol/l. Acrescente 3 gotas de HNO3 0,01 mol/l. Agite e observe. Adicione algumas gotas de

soluo de tiocianato de amnio 1 mol/l. Agite e observe.

b) Em um outro tubo de ensaio, junte 1 ml de sulfato de cromo III 0,1 mol/l, 1 ml de soluo de cido

actico 0,05 mol/l e 3 ml de soluo de EDTA 0,1 mol/l. Agite e observe. Divida a soluo em dois tubos

e aquea um deles, cuidadosamente, em bico de Bunsen. Observe o que acontece, comparando os dois

tubos.

Entregar em um papel contendo o nome dos integrantes do grupo, todas as reaes envolvidas em

cada uma das etapas, e as espcies responsveis pelas mudanas de colorao.

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS. IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book"). Compiled by A. D.

McNaught and A. Wilkinson. Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997). XML on-line corrected

version: http://goldbook.iupac.org (2006-) created by M. Nic, J. Jirat, B. Kosata; updates compiled by A.

Jenkins. ISBN 0-9678550-9-8.

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PRTICA 08: Espectroscopia UV-VIS de compostos de coordenao..

OBJETIVOS: Verificar o comportamento de diversos complexos metlicos em soluo aquosa na

presena de diferentes ligantes.


MATERIAIS REAGENTES 10 tubos de ensaio Soluo aquosa 0,5 mol/l de sulfato de Fe 3+ Suporte para tubos de ensaio Soluo aquosa 0,5 mol/l de sulfato de Co 2+ Pipetas graduadas de 2 e 10 ml Soluo aquosa 0,5 mol/l de sulfato de Ni 2+ Balana Soluo aquosa 0,5 mol/l de sulfato de Cu 2+ Esptula de metal Soluo aquosa 0,5 mol/l de sulfato de Zn 2+ Espectrofotmetro UV-Vis Soluo 3 mol/l de NH4OH Cubeta de vidro Bipiridina 0,50 mol/l Bquer de 250 ml EDTA 0,1 mol/l Papel toalha gua deionizada 2 frascos para descarte (Ferro, Cobalto, Nquel, Zinco

e Cobre)

FUNDAMENTAO TERICA Na Teoria do Campo Cristalino, o par isolado de eltrons do ligante considerado um ponto de

carga negativa (ou a carga parcial negativa de um dipolo eltrico) que repele os eltrons dos orbitais d do

on metlico central. Esta teoria baseia-se no desdobramento dos orbitais d em grupos com energias

diferentes e usa este desdobramento para justificar e correlacionar o espectro ptico, a estabilidade

termodinmica e as propriedades magnticas dos complexos.

No modelo utilizado na teoria do campo cristalino para um complexo octadrico, seis pontos de

cargas negativas representando os ligantes so colocados num arranjo octadrico ao redor do on metlico

central. Estas cargas( que representam os ligantes) interagem fortemente com o on metlico central, e a

estabilidade do complexo origina-se em grande parte dessa interao atrativa entre cargas opostas. No

entanto, h um efeito secundrio bem menor, mas muito importante, que surge do fato de que eltrons em

diferentes orbitais d interagem com os ligantes em diferentes magnitudes. Embora esta interao

diferenciada seja responsvel por pouco mais de 10% da energia total da interao metal-ligante, ela tem

grandes conseqncias para as propriedades dos complexos.

Os eltrons dos orbitais dz2 e dx2-y2 (que so de simetria do tipo eg) esto concentrados prximos

aos ligantes, ao longo dos eixos, enquanto que os eltrons dos orbitais dxy, dyz e d zx (que so de simetria

do tipo t2g) esto concentrados em regies situadas entre os ligantes. Como resultado, os primeiros so

repelidos pelas cargas negativas dos ligantes mais fortemente do que os ltimos, ficando com energia

maior. A teoria de grupo mostra que os dois orbitais eg tm a mesma energia e os trs orbitais t2g tambm

tm a mesma energia. Este modelo simples leva a um diagrama de nveis de energia onde os trs orbitais

t2g degenerados encontram-se abaixo dos dois orbitais eg degenerados. A separao dos dois conjuntos de

orbitais chamada de parmetro de desdobramento do campo ligante, 0 (onde o ndice 0 significa um

campo cristalino octadrico). O nvel de energia que corresponde ao ambiente de simetria esfrica (em

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que a carga negativa devida aos ligantes distribuda uniformemente sobre uma esfera, em vez de estar

localizada nos seis pontos) define o baricentro do conjunto dos nveis de energia com os dois orbitais eg

situados a 3/50 acima do baricentro e os trs orbitais t2g situados a 2/50 abaixo do baricentro.

A propriedade mais simples que pode ser interpretada pela teoria do campo cristalino o espectro

de absoro de um complexo de um eltron. mais difcil obter os valores de 0 para os complexos com

mais de um eltron d porque a energia de uma transio depende no somente das energias dos orbitais,

mas tambm das energias de repulso eltron-eltron.

O parmetro de desdobramento do campo ligante varia sistematicamente de acordo com a

identidade do ligante. Por exemplo, na srie dos complexos [CoX(NH3)5]n+ com X= I-, Br-, Cl-, H2O e

NH3, as cores variam de prpura intenso (para X= I-), passando pelo rosa (para Cl-), at o amarelo (com

NH3). Esta seqncia indica que a energia da transio eletrnica de menor energia (portanto o 0 )

aumenta medida que os ligantes variam ao longo de uma srie. A mesma ordem seguida

independentemente da identidade do on metlico. Baseado nessas observaes, Ryutaro Tsuchida props

que os ligantes poderiam ser arranjados em uma srie espectroqumica, onde os membros esto

organizados em ordem crescente de energia das transies que ocorrem quando eles esto presentes num

complexo:

I- < Br- < S2- < SCN- < Cl- < NO2-

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Um composto absorver radiao visvel quando esta radiao tiver energia necessria para

promover um eltron do estado de energia mais baixo (estado fundamental) para um outro de energia

mais elevada (estado excitado). Assim, as energias de radiao que uma substncia absorve determinam a

cor que ela exibe.


1) Estudo da natureza do on metlico: 1) Em 5 tubos de ensaio pequenos, adicione em cada um cerca de 3 ml de soluo aquosa de ons

metlicos de elementos da primeira srie de transio.

2) Anotar a cor de cada soluo na Tabela abaixo. [Fe(H2O)6]

3+ [Co(H2O)6]2+ [Ni(H2O)6]

2+ [Cu(H2O)6]2+ [Zn(H2O)6]

2+

Cor

3) Registrar o espectro eletrnico de cada soluo conforme instruo do professor.

4) Atravs da cor observada na soluo e do espectro eletrnico registrado preencha a tabela abaixo com a

cor complementar observada e seu possvel comprimento de onda, e a cor absorvida com o comprimento

de onda registrado.

[Fe(H2O)6]

3+ [Co(H2O)6]2+ [Ni(H2O)6]

2+ [Cu(H2O)6]2+ [Zn(H2O)6]

2+

Cor observada

(transmitida)

Comprimento de

onda

Cor absorvida

Comprimento de

onda

5) Construa o diagrama de desdobramento de energia dos orbitais d para cada um dos compostos com

valores de de energia comparativos e coerentes com os resultados da tabela acima.

6) Compare as cores observadas nas solues dos diferentes ons metlicos, e atribua os comprimentos de

onda em que cada complexo absorve.

2) Estudo da natureza dos ligantes: 1) Em um tubo de ensaio pequeno, adicionar cerca de 2 ml de soluo aquosa de Ni 2+ 0,5 mol/l. Anotar

a cor da soluo na Tabela abaixo.

2) Em outro tubo de ensaio pequeno, adicionar cerca de 2 ml de soluo aquosa de Ni 2+ 0,5 mol/l e

cerca de 2 ml de NH4OH 3,0 mol/l, anotar a cor da soluo.


cerca de 2 ml de bipiridina 0,5 mol/l, anotar a cor da soluo.


cerca de 2 ml de EDTA 0,1 mol/l, anotar a cor da soluo.

Ligante H2O Bipiridina NH3 EDTA

Cor da soluo

5) Registrar o espectro eletrnico de cada soluo .

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6) Atravs da cor observada na soluo e do espectro eletrnico registrado, preencha a Tabela abaixo com

a cor complementar observada e seu possvel comprimento de onda, e a cor absorvida com o

comprimento de onda registrado.

Ligante H2O Bipiridina NH3 EDTA

Cor observada

Comprimento de

onda

Absoro

Comprimento de

onda

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ATKINS, P. W.; JONES, L. Princpios de qumica: questionando a vida e o meio ambiente. 3 ed. Porto

Alegre: Bookman, 2006. 965p.

ATKINS, P. W.; SHRIVER, D.F. Qumica inorgnica. 4 ed.Porto Alegre: Bookman,

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PRTICA 09: Espectroscopia UV-Vis de compostos de cobre II.

OBJETIVOS: Verificar o comportamento espectroscpico de compostos de Cu(II).


MATERIAIS REAGENTES 6 Tubos de ensaio grandes Soluo 1: Cu(NO3)2 . 3 H2O 1 mol/l Suporte para tubos de ensaio Soluo 2: NH4NO3 2 mol/l Pipetas graduadas de 1 ml, 5 ml e 10 ml Soluo 3: NH4OH 1 mol/l, 2 mol/l e 3 mol/l Pra de suco Soluo 4: NH4OH conc. Balo volumtrico de 50 ml e de 25 ml NH4NO3 p.a. Bquer de 50 ml e de 250 ml frasco para descarte (Cobre) Esptula de metal Papel toalha Agitador de tubos de ensaio Espectrofotmetro UV-Vis Cubeta de vidro Vortex Parafilme Balana

FUNDAMENTAO TERICA Os complexos d9 hexacoordenados de cobre(II) costumam se desviar consideravelmente da

geometria octadrica e apresentar pronunciadas distores tetragonais. Complexos hexacoordenados d4 de

spin alto e d7 de spin baixo podem mostrar uma distoro similar, mas so menos comuns. Essas

distores so manifestaes do efeito Jahn-Teller: se a configurao eletrnica fundamental de um

complexo no-linear orbitalmente degenerada e assimetricamente preenchida, o complexo sofrer

distoro, removendo a degenerescncia e alcanando uma energia menor.

A origem fsica do efeito fcil de identificar. A distoro tetragonal de um octaedro regular

corresponde a uma extenso ao longo do eixo z e a uma compresso dos eixos x e y, levando reduo da

energia do orbital eg (dz2 ) e ao aumento da energia do orbital eg (dx2-y2). Deste modo, se um ou trs

eltrons ocupam os orbitais eg, uma distoro tetragonal pode ser energeticamente vantajosa. Em, um

complexo d9, por exemplo, tal distoro deixaria dois eltrons no orbital dz2 de menor energia e um

orbital d(dx2-y2) de maior energia.

O efeito Jahn-Teller identifica uma geometria instvel (um complexo no-linear com um estado

fundamental orbitalmente degenerado); ele no prev a distoro preferida. Por exemplo, no lugar do

alongamento das duas ligaes axiais e da compresso das quatro ligaes equatoriais, a compresso axial

e o alongamento no plano tambm removeria a degenerescncia. Qual distoro ocorre na prtica uma

questo energtica, e no de simetria. Entretanto, como o alongamento axial enfraquece somente duas

ligaes, enquanto que o alongamento no plano enfraquece quatro, o alongamento axial mais comum do

que a compresso axial.

O efeito Jahn-Teller tambm possvel para outras configuraes eletrnicas (para complexos

octadricos nas configuraes d1 e d2, para d4 e d5 com spin baixo, para d6 com spin alto e para d7; para

complexos tetradricos nas configuraes d1, d3, d4, d6, d8 e d9). Entretanto, uma vez que nem os orbitais

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t2g num complexo octadrico e nem qualquer dos orbitais d num complexo tetradrico apontam

diretamente para os ligantes, o efeito muito pequeno para induzir a uma distoro mensurvel na

estrutura.

Neste experimento, o espectro de absoro de uma srie de complexos de cobre (II),

[Cu(H2O)n(NH3)6-n]2+ (n = 1 at 6), sero estudados. Como a amnia ser adicionada ao complexo

[Co(H2O)6]2+ , as molculas de gua coordenadas sero substitudas por amnia e a srie completa dos

ons complexos poder ser obtida em soluo. Sabendo-se que o ligante amnia um ligante de campo

cristalino mais forte do que a gua as sucessivas substituies da amnia por gua resultar em um

deslocamento do mximo para menores comprimentos de onda.

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL A partir das solues de ons amnio, preparar as sries de complexos de cobre da seguinte

maneira:

1) A um tubo de ensaio grande adicione 5 ml da soluo de cobre (soluo 1). Marque com a caneta

marca vidro a altura da soluo no tubo. Adicione slido de nitrato de amnio at o volume da soluo

atingir cerca de 10 ml( ou seja o dobro do volume inicial) e sobrar corpo de fundo de cerca de 5 ml de

altura. Voc deve saber a massa de sal de amnio adicionada (pese uma massa de slido, v adicionando

o slido soluo de cobre, quando o volume dobrar, pare a adio; para saber quanto de sal foi

adicionado pese a massa que sobra daquela inicialmente pesada). Para facilitar a dissoluo do sal de

amnio na soluo de cobre, agite o tubo contendo a reao em agitador de tubo de ensaio. Adicione

lentamente, mas com vigorosa agitao 5 ml de soluo de hidrxido de amnio 1 mol/l. Imediatamente

transfira 1 ml para um bquer contendo 9 ml de soluo 2, NH4NO3 2 mol/l, este procedimento resultara

na formao do on complexo [Cu(H2O)5NH3]2+ em soluo aquosa.

2) Repita o procedimento 1) acima, mas use 5 ml de soluo de NH4OH 2 mol/l, e imediatamente

transfira 1 ml desta soluo para 19 ml de soluo 2, NH4NO3 2 mol/l, este procedimento resultara na

formao do on complexo [Cu(H2O)4(NH3)2]2+ em soluo aquosa.

3) Repita o procedimento 1) acima mas use 5 ml de soluo de NH4OH 3 mol/l, e imediatamente transfira

1 ml desta soluo para 24 ml de soluo NH4NO3 2 mol/l, este procedimento resultara na formao do

on complexo [Cu(H2O)3(NH3)3]2+ em soluo aquosa.

4) Numa capela, a um balo volumtrico de 50 ml, adicione 1 ml de amnia concentrada a 1 ml da

soluo 1 de cobre. Complete o balo com gua destilada, este procedimento resultara na formao do on

complexo [Cu(H2O)2(NH3)4]2+ em soluo aquosa.

5) Numa capela, a um balo volumtrico de 25 ml, adicione 0,5 ml de soluo 1 de cobre e complete o

volume do balo com amnia concentrada. Este procedimento resultara na formao do on complexo

[Cu(H2O)(NH3)4]2+ em soluo aquosa.

6) Em um balo volumtrico de 25 ml adicione 0,5 ml de soluo 1 de cobre e complete o volume com

gua. Este procedimento resultara na formao do on complexo [Cu(H2O)6]2+ em soluo aquosa.

Registre os espectros eletrnicos de todas as solues preparadas usando o espectrofotmetro. Aps cada

analise lave muito bem a clula com gua vrias vezes.

REFERNCIA BIBLIOGRFICA ATKINS, P. W.; SHRIVER, D.F. Qumica inorgnica. 4 ed.Porto Alegre: Bookman, 2008.

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quimica de coordenação