Complexos 1j5n6k

Universidade Federal do Paraná Departamento de Química Disciplina: Química Inorgânica e Experimental – CQ071 Curso: Licenciatura e Bacharelado em Química Professor: Shirley Nakagaki

Experimento 2: SÍNTESE DE COMPOSTOS DE COORDENAÇÃO I) Objetivos: Preparar alguns complexos cujas propriedades possam ilustrar aspectos importantes da química de coordenação. Discutir alguns métodos usuais de preparação desses compostos. II) Introdução: Com este tipo de experiência pode-se ilustrar aspectos importantes da Química de Compostos de Coordenação, como nomenclatura, estruturas e geometrias, em função do número de coordenação, diferentes tipos de isomeria, especialmente geométrica e óptica, atividade óptica e métodos de resolução de isômeros, formação de complexos em solução, estabilidade cinética, e termodinâmica. Alguns compostos serão preparados e, posteriormente, algumas de suas propriedades serão verificadas, visando a caracterização desses compostos. III) Materiais: Reagentes sólidos: KMnO4, K2CO3, CoSO4 . 7H2O, Ácido oxálico (H2C2O4), K2Cr2O7, K2C2O4 ,Sal de cozinha. Soluções: KI (2%), Solução de amido, H2SO4 (2,00 mol/L), CaCl2 (2,00 mol/L), EDTA ( 0,10 mol/L), AgNO3 (0,100 mol/L), Hg(NO3)2 e/ ou Hg(ClO4)2 (0,100 mol/L) Reagentes líquidos: Álcool etílico para lavagem (gelado e à Tambiente), Acetona, Etilenodiamina, Água oxigenada (30%), HCl conc., Álcool etílico gelado. Vidrarias e outros: Gelo, Água destilada (gelada e à Tambiente), 2 Cápsulas de porcelana , Bico de Bunsen, Cristalizador, 2 Funis de placa porosa, Kitasato, 2 bacias, Dessecador, 5 Tubos de ensaio, e para tubos de ensaio, 2 Béqueres (250 mL)

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IV) Relatório a ser entregue: Após efetuar cuidadosamente o experimento você deverá preparar um relatório a ser entregue. O relatório deve ser preparado conforme instruções de preparação de relatório. Nele deve conter além das partes do relatório colocadas nas instruções de preparação : 1- Equação da reação para cada item. 2- Explique os fenômenos observados. Dê explicações adequadas que justifiquem os resultados observados. 3- Dê o nome de todos os compostos sintetizados neste experimento (inclusive os intermediários) e suas cores. 4- Desenhe a estrutura de cada composto sintetizado. 5- Identifique os compostos que têm isomeria (geométrica? óptica?). 6- Dê a equação química molecular ou iônica total de todas as sínteses realizadas. 7- Calcule (mostre os cálculos) a massa de produto esperada para 100% de rendimento e então calcule o rendimento real do seu experimento. Responda o questionário no relatório: Questões da parte A-a): - para que se coloca o peróxido de hidrogênio? - por que o peróxido de hidrogênio se decompõe? Como se chama esta reação de decomposição? - Que tipo de ácido é o ácido clorídrico? O que você pode dizer sobre ele além do óbvio? Questões da parte A-b): - Por que será que é tão fácil obter o isômero cis a partir do trans? - Por que no caso dos íons Ag+ há deslocamento de íons cloreto que são contra-íons e no caso do Hg2+ ele desloca os cloretos da esfera de coordenação? Questões da parte B: - Por que ocorre forte efervescência ao se adicionar o dicromato de potássio ? - Qual é o papel do ácido oxálico nesta reação? Questões da parte C: - No que os compostos obtidos em B e C são semelhantes? E diferentes? V) Parte experimental: Enquanto espera alguma etapa, faça a equação da reação e ao final calcule o rendimento. Pense a respeito das questões colocadas em cada etapa e tente respondê-las. Discuta com seus colegas e com o professor. 18

A - Preparação do cloreto de diclorobis (etilenodiamin)cobalto(III) - [CoCl2(en)2]Cl a) Isômero trans: Em uma cápsula de porcelana, misture 7,0 g de sulfato de cobalto hepta-hidratado com 25,0 mL de água destilada. Adicione a seguir, na cápsula, 3,0 mL de etilenodiamina. Agite até dissolver todo o sólido. Adicione à solução acastanhada, 4,5 mL de água oxigenada 30% em porções de 1 mL, numa faixa de tempo de 10 minutos (CUIDADO! - a água oxigenada a 30% é extremamente corrosiva). Agite suavemente após cada adição. Uma agitação muito forte poderá facilitar a decomposição da água oxigenada, antes que seja utilizada na reação. Após adicionar todo o peróxido de hidrogênio, deixe em repouso por 10 min e depois aqueça em banho-maria até a efervescência cessar. Adicione 15 mL de ácido clorídrico concentrado. (CUIDADO! - O ácido clorídrico conc. é volátil e tóxico, devendo ser manipulado na capela). Mantenha a solução em banho-maria até que o volume se reduza a 1/3 do original. Note a formação de uma crosta na superfície. Continue o aquecimento por mais 10 min e depois resfrie a cápsula em um banho de água e a seguir em um banho de gelo. Separe, por filtração em funil de placa porosa, os cristais verdes formados. Lave com alguns mL de HCl conc., a frio e depois com 10 mL de álcool etílico gelado e seque ao ar com o auxílio de uma trompa de água. Guarde em dissecador. . b) Isômero cis Em uma cápsula de porcelana, dissolva um pouco (massa conhecida) da forma trans (obtida na parte a) numa quantidade mínima de água destilada e evapore em banho-maria até quase secura. Adicione novamente outra porção de água e evapore até a formação de uma solução viscosa. Resfrie a cápsula em banho de água e a seguir em banho de gelo. Filtre a mistura pastosa utilizando um funil de placa porosa e lave o sólido com uma quantidade mínima de água destilada gelada (apenas o suficiente para umedecer) e depois com álcool etílico gelado. Caso não seja possível filtrar, faça somente os testes com o composto pastoso mesmo.Seque ao ar o solido violeta obtido. Faça a equação da reação e calcule o rendimento. • Propriedades dos isômeros cis e trans 1- Adicionar um pouco de água e algumas gotas de AgNO3 a cada isômero contido em um tubo de ensaio. Observe. 2- Adicione, num tubo de ensaio contendo uma solução do trans-Co(en)2Cl2+, algumas gotas de nitrato ou perclorato de mercúrio (II) e compare com um branco contendo apenas o complexo nas mesmas condições. 3- Em um tubo de ensaio, dissolva em metanol uma pequena quantidade do isômero cis do complexo sintetizado e aqueça em banho de água durante alguns minutos. Observe. B - Preparação do trioxalocromato(III) de potássio - {K3[Cr(C2O4)3]}. 3 H2O

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Adicione 9 g de ácido oxálico a 20 mL de água na temperatura de cerca de 70°C. Agite bem até dissolver e adicione então, em pequenas porções , 3 g de dicromato de potássio. Se o dicromato estiver impuro, dissolva-o antes num mínimo de água quente e filtre a quente. Junte então o filtrado à solução da reação . Ao adicionar o dicromato ocorre forte efervescência. Após a reação (efervescência) ter se processado, ferva a solução resultante por 10 min. Adicione, então, 3,6g de oxalato de potássio. Deixe até que este se dissolva e depois resfrie a mistura à temperatura ambiente. Adicione depois 3 a 4 mL de etanol e continue o resfriamento em banho de gelo. Cristais azuis esverdeados se separarão da solução bem escura. Um pequeno volume adicional de álcool pode ser adicionado se houver dificuldade em iniciar a cristalização. Após 15 min, em banho de gelo, filtre os cristais em funil de placa porosa e lave com pequeno volume da mistura água-etanol (1:1) e finalmente com etanol puro e gelado. Faça a equação da reação e calcule o rendimento. • Propriedades: 1- Ferva uma pequena quantidade do produto obtido com solução de NaOH . Identifique a solução e o sólido formado. 2- Os cristais do composto, quando bem formados, apresentam-se como prismas azuis monoclínicos e são fortemente dicróicos - sua solução aquosa parece azul esverdeada à luz solar difusa , mas se apresenta vermelho sob luz artificial. C - Preparação do tri-oxalato manganato(III) de potássio - {K3[Mn(C2O4)3]}.3H2O Dissolva 10,5 g de ácido oxálico em 75 mL de água, num béquer de 250 mL . Aqueça a solução a 70-75 °C e adicione lentamente 2,1 g de permanganato de potássio. Quando a solução estiver incolor, adicione 2,3g de carbonato de potássio. Pode haver formação de um precipitado branco. Resfrie a solução a ~4°C , em banho de gelo e sal e adicione 50mL de água. Mantenha a temperatura entre 2°C e adicione 0,5g de permanganato de potássio, em pequenas porções. Filtre a solução em funil de placa sinterizada. Transfira o filtrado para um béquer de 250mL e resfrie em banho de gelo. Adicione 75 mL de etanol gelado e mantenha a solução resfriada e no escuro por duas horas. Filtre por sucção em funil de placa porosa, 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. Faça a equação da reação e calcule o rendimento. • Propriedades: 1- A 2 mL de uma solução a 1% do produto, adicione 2 mL de solução de KI 2%. Anote qualquer variação de cor. Adicione depois uma gota de solução de amido. 2- A 2 mL de uma solução a 1% do produto adicione algumas gotas de ácido sulfúrico 2,00 mol/L . Aqueça ligeiramente. 3- A 2 mL de uma solução a 1% do produto junte várias gotas de solução de CaCl2 - 2,00 mol/L. Adicione 1 mL de solução de EDTA 0,10 mol/L e observe. VI) Referências Bibliográficas:

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PEQ, Experiência em química, EDUSP-Editora Moderna, 1979, p 188-193. F. Basolo e G.R. Pearson, Mechanism of inorganic reaction, John Wiley, NY, 1968. Técnica y síntese em química inorgânica, R.J.Angelici, Ed. Reverté, 1979. Inorganic Chemistry- Principles of structure and reactivity, J.E.Huheey, Harper e Row, 1978. -------------------------------------------------------------

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