Síntese do cloreto de pentaminclorocobalto(lll)

Universidade Federal da Bahia Instituto de Química Departamento de Química geral e inorgânica Química inorgânica de coordenaçãoSíntese do cloreto de pentaminclorocobalto(lll) Componentes:    Camila Carvalho Daiane Requião Viviane Papa da Silva ácido clorídrico e hidróxido de amônio.Objetivo: Sintetizar e caracterizar o cloreto de pentaaminclorocobalto(III) a partir do nitrato de Tetraamincarbonatocobalto(III). . etanol e éter.55 g . Massa molecular: 250. Temperatura de decomposição: Acima de 150ºC.Propriedades do cloreto de pentaminclorocobalto(lll) Estrutura: Octaédrica Forma: sólido Cor: violeta-avermelhado Solubilidade: Pouco solúvel em água fria. como por exemplo. e caracterizado a partir de suas propriedades. espectro de absorção. solubilidade e espectroscopia IR. .Fundamentação teórica  Um composto de coordenação pode ser sintetizado tendo-se como base as reações de substituição de ligantes. A principal reação na substituição de ligantes é: [MX5Y] + Z → [MX5Z] + Y E essas substituições podem ser dissociativa ou associativa. No caso do pentamin a substituição é dissociativa: [Co(NH3)5( H2O)]3+ → [Co(NH3)5]3+ + H2O [Co(NH3)5]3+ + Cl.→ [Co(NH3) 5Cl]    .Fundamentação teórica  As reações de compostos de coordenação dividem-se basicamente em 2 categorias: substituição e redox. De um modo geral os complexos de metais d10 como por exemplo o Zn2+ são muito lábeis. EECL Co3+: 2. Isto devido ao alto valor da EECL.4 Δo + 2p EECL Zn2+: 0    .Fundamentação teórica  Complexos lábeis reagem rapidamente na presença de uma base (Z) mais forte que (Y) enquanto que os não lábeis permanecem coordenado ao ligante (Z) por vários segundos antes de ser coordenado a base (Y). enquanto que os complexos de metais d6 de spin baixo como o Co3+ são geralmente não lábeis. A espectroscopia uv-vis pode ser usada para determinar os valores referentes a 10Dq através dos máximos de absorção utilizando-se o diagrama de tanabe-sugano. . Os processos de absorção dão-se por mudanças do estado energético dos elétrons constituintes da eletrosfera dos compostos.Fundamentação teórica    A espectroscopia no ultravioleta e visível (UV-Vis) é decorrente da absorção luminosa na faixa típica de comprimento de onda (λ) entre 190nm e 780nm. . Radiação neste nível de energia corresponde a frequência de alongamentos e flexões vibracional. O espectro de IR é útil para gerar dados a respeito da estrutura do composto analisado. . O-H.Fundamentação teórica   Espectroscopia infravermelho A absorção na região do IR correspondem a mudanças de energia da ordem de 8-40KJ/mol.. tais como a presença de determinados tipos de ligação química características de determinados grupos (N-H. C-H.) presentes no composto. o o o o o Materiais e equipamentos: Placa de aquecimento Balança analítica Funil de buchner Espátula Piceta 2 pipetas Pipetador Béquer de 250 mL Papel indicador ácido-base Banho de gelo Espectrofotômetro UV-VIS 1650 PC – Shimatzu FTIR System Spectrum BX Perkin Elmer o o o o o o o .Parte experimental: 1. o o o o o Reagentes: Ácido clorídrico concentrado HCl Hidróxido de amônio NH4OH Nitrato de cobalto hexahidratado Co(NO3)2.6H2O Carbonato de amônio (NH4)2CO3 Peróxido de hidrogênio 30% H2O2 .Parte experimental: 2. 6H2O em 15 mL de água destilada Logo após adicionou-se a esta solução uma solução líquida de (NH4)2CO3.Parte experimental: 3. Adicionou-se 30 mL de H2O2 e aqueceu-se a solução até redução de volume pela metade Obteve-se desta forma o sólido nitrato de carbonatotetraamincobalto(lll) . Procedimento – obtenção do [Co(NH3)4CO3]NO3(s) Preparou-se uma solução à partir de 7. e logo após 30 mL de NH3 líquida concentrada.503 g Co(NO3)2. Parte experimental: 4. Registrou-se os espectros UV-VIS e FTIR para os sólidos obtidos. Procedimento – obtenção do [Co(NH3)5Cl]Cl2 Dissolveu-se 1. separou-se os cristais de coloração roxo-vinho por filtração à vácuo. . Neutralizou-se com NH4OH em excesso.25 à 3 mL de HCl. após esfriar. Reaqueceu-se por mais 20-30 minutos.252g do produto obtido na etapa anterior em aproximadamente 12.5 mL de água destilada Adicionou-se de 1. Aqueceu-se por 20 minutos e após resfriar a solução adicionou-se 18.5mL de HCl concentrado. Sequência das reações Síntese do [Co(NH3)4CO3]NO3(s) I) Co(NO3)2.6H2O + H2O → [Co(H2O)6]2+ + 2NO3 II) [Co(H2O)6]2+ + (NH4)2CO3 + NO3+→ [Co( H2O)4CO3] + 3NO3III)[Co( H2O)4CO3] + NH3(aq) + NO3+ → [Co(NH3)4CO3] + H2O + NO3IV) [Co(NH3)4CO3] +H2O2 + NO3+→ [Co(NH3)4CO3] NO3(S) Síntese do [Co(NH3)5Cl]Cl2 V)[Co(NH3)4CO3]NO3(s) + HCl → [Co(NH3)4( H2O)Cl]2+ + CO2 + Cl VI)[Co(NH3)4( H2O)Cl]2+ + NH3(aq) → [Co(NH3)5( H2O)]3+ + ClVII)[Co(NH3)5( H2O)]3+ + 3HCl → [Co(NH3) 5Cl]Cl2(s) + H2O + 3H+ . para isto adicionou-se primeiramente amônia à esfera de coordenação do complexo. . Pois esta é um ligante de campo mais forte e contribui para o aumento do Δo favorecendo a oxidação do centro metálico.Resultados e discussão o Observou-se que foi preciso oxidar o Co2+ a Co3+ através da adição de H2O2. como por exemplo o [Co(NH3)4Cl2]1+.Cl.NO3-2 e H2O) que pode ter formado um outro complexo em paralelo a formação do [Co(NH3)4(H2O)Cl]2+. . [Co(NH3)4CO3]NO3(s) + HCl → [Co(NH3)4( H2O)Cl]2+ + CO2 + Cl-  A solução resultante desta reação apresentou coloração azul.Resultados e discussão  A partir do sólido formado (etapa4) adicionou-se HCl conc. no entanto era esperado uma cor verde.. que contribuiu para a retirada do carbonato da esfera de coordenação decompondoo em CO2 e H2O. Provavelmente decorrente das outras espécies presentes no meio reacional (NH3 . substituiuse uma molécula de amônia pelo cloro presente na esfera de coordenação. obteve-se o produto esperado. ao adicionar HCl conc. [Co(NH3)5( H2O)]3+ + 3HCl → [Co(NH3) 5Cl]Cl2(s) + H2O + 3H+  .Resultados e discussão  Com a adição da NH3 conc. . [Co(NH3)4( H2O)Cl]2+ + NH3(aq) → [Co(NH3)5( H2O)]3+ + ClE. 55 g).02 g)./massa teor.953 g Massa teórica segundo reação estequiométrica: 1.26 g Rendimento= (massa exp. obtem-se um mol de [Co(NH3)5Cl]Cl2 (250.Resultados e discussão Calculo do rendimento: A partir da reação apresentada no procedimento observa-se que ao reagir um mol de [Co(NH3)4CO3]NO3 (249.)x100 Rendimento= 76% .      Massa obtida experimentalmente: 0. Caracterização dos compostos 1 e 2 Espectroscopia no UV-vis 2.539 0.642 1.5 tetramin pentamin 2.0 Absorbância (u.5 359 nm A= 0.0 523 nm A= 0.346 .5 523 nm A= 0.2 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 0.0 Comprimento de onda (nm) 357 nm A= 0.) 1.a. d6: O estado fundamental corresponde a 1A1g  1A 1A 1A 1g 1g → 1T1g (banda 523 nm) 1g → 1T2g (banda 357-359 nm) → 1A2g (comp.Caracterização dos compostos 1 e 2 Sabendo que o Co= 3d7 4s2 → Co3+ = d6. de onda muito pequeno) .  Observando o diagrama de Tanabe-Sugano para um íon de config. os dois compostos possuem geometria octaédrica. 52 E2/ B2= 21.34 B= 16.5 B2= 16.69 ∆o= 379.45 E2= 359 nm ∆o /B= 23  E1/ B1= 32 B1= 16.85 .Caracterização dos compostos 1 e 2   E1= 523 nm E1/ E2= 1. Caracterização dos compostos 1 e 2  Infravermelho f(R) Kubelka Munk (K-M) Co-N 498 cm-1 4000 3600 3200 2800 2400 2000 1600 1200 800 400 Número de onda (cm -1 ) .  Outras frequências características do complexo [Co(NH3)5Cl]Cl2 Frequência (cm-1) 3290 1558 1310 846 488 Frequência literatura 3400-3500 1550-1650 1329 831 498 Grupo .modo de vibração NH3-tensão HNH-flexão HNH-deformação NH3-deformação Co-N  CO3 tensão – 1670-1780 cm-1 .   E. . conversão de todo [Co(NH3)5( H2O)]3+ a [Co(NH3)5Cl]Cl2 e durante a filtração. sabendo que não se encontram em sua forma pura. O rendimento do complexo sintetizado foi relativamente bom(71%). as perdas devem estar relacionadas à adição de reagentes voláteis. a partir das análises por espectrofotometria de UV-vis e IR pôde-se determinar que o composto de coordenação sintetizado corresponde ao esperado pela prática.Conclusão  A síntese de [Co(NH3)5Cl]Cl2 foi correta e se obtiveram finos cristais de cor violeta. SP: Editora Átomo. Química de coordenação: fundamentos e atualidades.qui. 4ºedição. Fred. Editorial Reverté. 2º Edição. Peter. Química Inorgânica. Porto Alegre: Editora Bookman. o http://zeus. Robson F. S. Campinas. 2009. Shriver. de.Referências Bibliográficas Basolo. Duward. Quimica de los compuestos de coordinación.br/~quipad/ino/tcc.A 1980 o Farias.htm o .ufmg. 2008. o Atkins. OBRIGADA! .