MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA Instituto Federa de Edu!a"#o$ Ci%n!ia e Te!noo&ia do Rio de 'aneiro Ca()us Du*ue de Ca+ias
Co()ostos de !oordena"#o Ferro$ Prata e N,*ue
Turma Licenciatura em Química Química Inorgânica Experimental Barbara de Salles Macena da Cruz
Duue de Caxias !"#$
RESUMO % presente relat&rio trata do estudo dos complexos de 'erro (III) a partir de oxalato* 'luoro e auo complexos* assim como a labilidade do ligante oxalato e do ligante 'luoro+ Estuda,se tamb-m complexos de prata a partir da precipita./o com cloreto* cloreto em excesso* adi./o de am0nia e adi./o de iodeto e labilidade* e por 'im os complexos de níuel(II)* atra1-s da síntese 1ariando a esteuiometria e com am0nia+
A-STRACT T2is report concerns t2e stud3 o' complex iron (III) oxalate 'rom * 'luoro and auo complexes * and t2e labilit3 o' t2e ligand binding oxalate and 'luoro + It is also studied t2e complex sil1er c2loride 'rom precipitation * excess c2loride* addition o' ammonia and addition o' iodide and labilit3 * and 'inall3 nic4el (II) complexes * b3 1ar3ing t2e stoic2iometr3 o' t2e s3nt2esis and ammonia+
Su(.rio # , Introdu./o+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ ! , %b5eti1os+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 6, Materiais e reagentes++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 7 , 8rocedimento experimental+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 7+#, %xalato* 9luoro e :uo complexos++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 7+!, Labilidade do ligante oxalato+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 7+6, Labilidade do ligante 'luoro+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 7+7, 8recipita./o com cloreto++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 7+$, Cloreto em excesso++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 7+;, :di./o de :m0nia++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 7+<, :di./o de Iodeto e labilidade+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 7+= > Síntese 1ariando a esteuuiometria++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 7+? > Com :m0nia ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ $ > @esultados e DisussAes+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ ;, ConclusAes+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ <, Questionrio+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ =, @e'erncias +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
/0 Introdu"#o %s íons 9e ! 'ormam muitos complexos+ % mais importante - a 2emoglobina+ : maioria de seus complexos s/o octa-dricos* embora se5am 'ormados alguns 2aletos complexos tetra-dricos 9e 7!, + % mais con2ecido desses complexos - o íon 2exaciano'errato (II) ou 'errocianeto+ % 2exaciano'errato (II) de potssio - um s&lido de cor amarela clara e pode ser obtido pela rea./o de CF, com um sal 'erroso em solu./o+ Gons 9e ! reagem 'ormando um precipitado branco* mas os íons 9e 6 'ormam um precipitado azul escuro* con2ecido como azul da 8rHssia+ ma intensa colora./o azul tamb-m - produzida uando 9e ! reage com íons 2exaciano'errato (III)* de1ido J 'orma./o do azul de Turnbull+ :mbos 'oram usados como pigmentos de tintas para pintura e escre1er+ %utros complexos est1eis de 9e ! s/o 'ormados com ligantes bidentados* como etilenodiamina* !*!,bipiridina e #*#", 'enantrolina+ % estado de oxida./o (III) - muito importante na uímica do 'erro* sendo os sais '-rricos obtidos pela oxida./o dos correspondentes sais de 9e (II)+ Solu.Aes de sais '-rricos s/o 'reuentemente castan2o amareladas* mas a cor se de1e a presen.a de &xido de 'erro coloidal+ 9e (III) 'orma sais cristalinos com todos os ânions comuns* exceto o I ,* e muitos deles podem ser isolados tanto na 'orma 2idratada como anidra+ % 9e 6 'orma de pre'erncia complexos com ligantes ue se coordenam atra1-s de tomos de %* e n/o de F+ Complexos com FK6 s/o inst1eis em gua+ Complexos com ligantes uelantes contendo tomos de F coordenantes s/o 'ormados* mas s/o menos est1eis ue os correspondentes complexos de 9e (II)+ Esses ligantes pro1ocam o emparel2amento dos el-trons+ % estado de oxida./o (I) - o mais importante da prata* sendo con2ecidos muitos compostos i0nicos simples contendo esse íon+ :lguns poucos compostos de prata com ânions incolores s/o coloridos+ Isso ocorre porue o íon :g - peueno e altamente polarizante+ :g 'orma uma 1ariedade de complexos+ : maioria dos ligantes simples le1am J 'orma./o de complexos dicoordenados lineares+ Ligantes bidentados le1am J 'orma./o de complexos polinucleares+ % níuel - um metal branco* prateado* se dissol1e rapidamente em cidos diluídos* originando o íon 2idratado Fi(K !%);! e K!+ F/o reage com solu.Aes alcalinas e por isso empregado nos euipamentos destinados J 'abrica./o de Fa%K+
Embora a uímica do Fi se5a relati1amente simples pela predominância do elemento no estado de oxida./o (II)* sua uímica em complexos - bem mais complicada+ Neralmente seus complexos s/o octa-dricos e uadrado planares* mas tamb-m s/o con2ecidos alguns complexos com estruturas tetra-dricas* bipirâmides trigonais e pirâmides de bases uadradas+ %s complexos com am0nia e o complexo com etilenodiamina s/o todos octa-dricos+ Esses complexos geralmente s/o azuis e paramagn-ticos+ Em complexos de campo 'orte* os el-trons s/o 'or.ados a se emparel2arem* gerando complexos uadrado planares diamagn-ticos+
10 O23eti4o Compreender e estudar os conceitos atra1-s do comportamento de compostos de coordena./o dos metais de 'erro* prata e níuel atra1-s da constata./o de 'or.a de alguns ligantes* assim como precipita./o e mudan.a de colora./o+
50 Materiais e Rea&entes
Solu./o auosa de cloreto '-rrico "*#" molOL Solu./o auosa de oxalato de s&dio "*#!$ molOL Solu./o auosa de 'luoreto de s&dio "*!$ molOL Pgua deionizada Solu./o de Tiocianato de potssio "*# molOL Solu./o de nitrato de prata "*#" molOL Solu./o saturada de cloreto de s&dio Solu./o auosa concentrada de am0nia Iodeto de potssio Solu./o de cloreto de níuel (II) "*!M Solu./o de etilenodiamina "*!M Pcido clorídrico concentrado Solu./o de am0nia concentrada Tubos de ensaio 8ipetas
60Pro!edi(ento e+)eri(enta 67/0O+aato$ Fuoro e A*uo !o()e+os
Trans'eriu,se "*$ mL de uma solu./o auosa de cloreto '-rrico "*#" molOL para trs tubos de ensaio+ Trs tubos de ensaio adicionou,se gota a gota :dicionou,se ao primeiro tubo !*" mL de solu./o auosa de oxalato de s&dio "*#!$ molOL+ :dicionou,se ao segundo tubo !*" mL de solu./o auosa de 'luoreto de s&dio "*!$ molOL+ :crescentou,se !*" mL de gua deionizada ao terceiro tubo+ %bser1ou,se atentamente as cores das solu.Aes+ :os trs tubos de ensaio adicionou,se gota a gota solu./o de tiocianato de potssio de concentra./o "*# molOL at- a mudan.a de colora./o+
6710La2iidade do i&ante o+aato Trans'eriu,se para dois tubos de ensaio "*$ mL de solu./o auosa de cloreto '-rrico "*#" molOL e ! mL de uma solu./o de oxalato de s&dio "*#!$ molOL+ %bser1ou,se a cor da solu./o nos tubos de ensaio+ :dicionou,se em seguida ! mL de uma solu./o de 'luoreto de s&dio "*!$ molOL em um deles e no outro ! mL de gua deionizada+
6750La2iidade do i&ante 8uoro Trans'eriu,se para dois tubos de ensaio "*$ mL de solu./o auosa de cloreto '-rrico "*#" molOL e !*" mL de uma solu./o de 'luoreto de s&dio "*!$ molOL+ %bser1ou,se a cor da solu./o nos tubos de ensaio+ :dicionou,se em seguida* ! mL de solu./o de oxalato de s&dio "*#!$ molOL em um deles e no outro* ! mL de gua deionizada+ %bser1ou,se+
6760Pre!i)ita"#o !o( !oreto Colocou,se cinco gotas de solu./o de nitrato de prata "*#" molOL em dois tubos de ensaio diluindo em seguida com cerca de #*" mL de gua deionizada+ :dicionou,se cinco gotas de solu./o saturada de cloreto de s&dio nos tubos de ensaio+ %bser1ou,se a 'orma./o de precipitado e guardou,se para o experimento 7+$ e 7+;+
6790 Coreto e( e+!esso Em um dos tubos contendo precipitado* continuou,se adicionando a solu./o de cloreto de s&dio lentamente* agitando 1igorosamente o tubo de ensaio+
%bser1ou,se a adi./o de cloreto de s&dio em excesso+ :dicionou,se uma gota de solu./o "*# molOL de nitrato de prata e obser1ou,se+
67:0Adi"#o de a(;nia :o outro tubo de ensaio* adicionou,se algumas gotas de solu./o auosa concentrada de am0nia e obser1ou,se+
67<0 Adi"#o de Iodeto e a2iidade Colocou,se em um tubo de ensaio cinco gotas de nitrato de prata e acrescentou,se* em seguida* cerca de #*" mL de gua deionizada+ :dicionou,se cinco gotas de iodeto de potssio para 'orma./o de precipitado+ :dicionou,se ao tubo cinco gotas de solu./o auosa de am0nia concentrada e obser1ou,se+
67=0Sintese 4ariando a este*uio(etria Colocou,se "*$ mL de solu./o de cloreto de níuel (II) "*!M em trs tubos de ensaio+ :crescentou,se ao primeiro tubo "*$ mL de solu./o de etilenodiamina "*!M+ :o segundo tubo* # mL+ :o terceiro tubo* ! mL da mesma solu./o+ :notou,se as cores obser1adas+ : cada uma das solu.Aes acrescentou,se gota a gota de cido clorídrico concentrado at- ue a cor original da solu./o de cloreto de níuel ten2a sido restabelecida+
67> ?Co( a(;nia Colocou,se "*$ mL de solu./o de níuel (II) em um tubo de ensaio e adicionou,se "*$ mL de solu./o de am0nia concentrada+ %bser1ou,se+
90 Resutados e dis!uss@es 67/0O+aato$ Fuoro e A*uo !o()e+os : solu./o de cloreto '-rrico possui colora./o alaran5ada+ Tubo#, cloreto '-rrico oxalato de s&dio colora./o amarelo claro
Tubo !, cloreto '-rrico 'luoreto de s&dio colora./o alaran5ado claro Tubo 6, cloreto '-rrico gua deionizada colora./o amarelo bem claro 8odemos obser1ar ue atra1-s do experimento a di'eren.a entre a 'or.a dos ligantes* onde o composto principal* ( cloreto '-rrico)* n/o muda e troca,se os reagentes+ :o obser1armos as cores resultantes* podemos concluir ue o oxalato ser o ligante mais 'orte porue pro1ocou a mudan.a de cor mais e1idente* ap&s* o íon 'luoreto ser um ligante razoa1elmente 'orte e por 'im a gua ser o ligante mais 'raco* de1ido n/o ter apresentado nen2uma mudan.a na colora./o* apenas pro1ocou a dissolu./o do cloreto '-rrico* n/o - um ligante 'orte su'iciente para causar o desdobramento no orbital d do metal+ :o adicionarmos tiocianato de potssio nos tubos # e ! n/o 'oi obser1ado nen2um tipo de mudan.a na colora./o* por-m ao adicionarmos no tubo 6* obser1ou,se uma modi'ica./o altamente perceptí1el na colora./o do mesmo ( passou a ser marrom a1ermel2ado)* tal 'ato pode ser explicado de1ido entre todos os ligantes* a gua era o mais 'raco* com isso* uando em contato com o tiocianato* ocorreu um desdobramento do orbital d do metal ocasionando a troca do ligante e com isso a mudan.a na colora./o+
6710La2iidade do i&ante o+aato : solu./o auosa de cloreto '-rrico apresenta1a colora./o alaran5ado claro* ao adicionar a solu./o de oxalato de s&dio obser1ou,se ue a colora./o passou a ser amarelo claro+ :o tubo ue adicionou,se a solu./o de 'luoreto de s&dio a colora./o 'icou alaran5ada esbranui.ada e ao tubo ue adicionou,se gua deionizada a colora./o passou a ser alaran5ada translHcida+ 8odemos obser1ar nesta prtica a di'eren.a entre a 'or.a dos ligantes* onde o composto principal (cloreto '-rrico) n/o muda e mudam,se os reagentes+ % oxalato - o ligante mais 'orte* pois pro1ocou mudan.a de cor mais e1idente* ap&s o 'luoreto ser o ligante razoa1elmente 'orte e a gua sendo o ligante mais 'raco ( pois n/o apresentou mudan.a na colora./o)+
6750La2iidade do i&ante 8uoro % tubo de ensaio ue contin2a a solu./o de oxalato de s&dio possui colora./o incolor e o ue contin2a cloreto '-rrico possui colora./o alaran5ado+
:dicionou,se solu./o de 'luoreto de s&dio ao tubo ue contin2a o cloreto '-rrico e gua deionizada ao tubo ue contin2a oxalato de s&dio+ Fo tubo ue contin2a cloreto '-rrico* obser1ou,se a 'orma./o de um precipitado no 'undo do tubo de ensaio* e no tubo ue contin2a oxalato de s&dio n/o 2ou1e mudan.a de colora./o ao adicionar gua+
Co()ara"#o dos itens 671 e 675 :o analisar os itens podemos obser1ar ue dos ligantes oxalato* íons cloreto e íons 'luoreto* o íon cloreto - o ligante com menos 'or.a* pois em suas intera.Aes com os outros dois ligantes ocorreu mudan.a de colora./o por conta do desdobramento do orbital d+ Em rela./o a adi./o de gua* tanto na solu./o contendo oxalato de s&dio* uanto na solu./o contendo 'luoreto de s&dio* n/o 1eri'icou,se mudan.a de colora./o* 'ato este ue ocorre de1ido a n/o possuírem um orbital d parcialmente preenc2ido* n/o ocorrendo desdobramentos+
6760Pre!i)ita"#o !o( !oreto :o adicionar a solu./o saturada de cloreto de s&dio nos tubos de ensaio contendo nitrato de prata e gua deionizada obser1ou,se a 'orma./o de precipitado com colora./o branco+
6790Coreto e( e+!esso Em um dos tubos da experincia 7+7* continuou,se a adicionar excesso de solu./o saturada de cloreto de s&dio* percebeu,se ue continuou a produzir precipitado* o cloreto de prata+ :p&s adicionar uma gota de solu./o de nitrato de prata obser1ou,se uma dilui./o do precipitado* ocorrendo a troca de ligante+
67:0Adi"#o de a(;nia :o outro tubo da experincia 7+7* 'oi acrescentado 6 gotas de am0nia+ %bser1ou,se ue a solu./o ue antes era esbranui.ada* tornou,se incolor ( 2ou1e uma dilui./o do precipitado)+ :o adicionar am0nia 2ou1e a 'orma./o de um no1o complexo* o diaminoargenato(I)* n/o possui colora./o e n/o possui um orbital d parcialmente preenc2ido+ :gCl !FK6
:g(FK6)! Cl,
67<0Adi"#o de Iodeto e a2iidade : dilui./o de nitrato de prata n/o apresentou colora./o* sendo incolor+ :p&s a adi./o de cinco gotas de iodeto de potssio 'oi possí1el obser1ar a 'orma./o de um precipitado es1erdeado* 5untamente com a mudan.a na colora./o da solu./o para es1erdeada+ :o adicionarmos ao tubo cinco gotas de solu./o auosa concentrada de am0nia* obti1emos a solu./o muito pouco di'erente* apenas se tornando um pouco mais translHcida* mas ainda assim* es1erdeada+
Co()ara"#o dos itens 67: e 67< %bser1ou,se ue os dois compostos s/o insolH1eis* 1isto ue nen2um - capaz de dissol1er,se completamente em am0nia* por-m - obser11el atra1-s dos resultados ue o composto :gI mais insolH1el ue o composto :gCl+
67=0Sintese 4ariando a este*uio(etria :o adicionarmos a etilenodiamina na solu./o de cloreto de níuel* obser1ou,se ue a colora./o da solu./o 'icou azul* ocorrendo a liga./o atra1-s de seus dois tomos de nitrognio com o níuel* sendo um ligante bidentado* pois apresenta mais de um tomo com disponibilidade eletr0nica para e'etuar liga.Aes coordenadas+ : medida em ue adicionou,se mais etilenodiamina J solu./o* mais a colora./o tornou,se roxa+ Tal 'ato ocorre porue 2ou1e uma substitui./o de ligantes no complexo* onde em um determinado momento temos o complexo Fi(FK !);Cl!) sendo 'ormado+ Com a adi./o de cido clorídrico concentrado na solu./o ocorreu a protona./o descoordenando o metal* 1oltando a solu./o de antes* o composto cloreto 2exaauoníuel(II)+
67> ?Co( a(;nia
:0 Con!us#o
:tra1-s dos experimentos prticos do presente relat&rio* 'oi possí1el constatar como a concentra./o e tipos de ligantes entre outros in'luenciam de 'orma signi'icati1a na 'orma./o de complexos+
<0 Buestion.rio <+#, Quais compostos 'oram 'ormados no item 6+# considerando ue o ligante etilenodiamina - bidentado e ue o nHmero de coordena./o do Fi ! - ; R
Temos ue a 'or.a do ligante etilenodiamina - mais 'orte ue a do ligante cloro+ <+!, Em ual composto de Fíuel e etilenodiamina 'oi necessrio utilizar mais cidoR 8or uR % complexo de Fi(II) precisa de mais cido de1ido possuir trs ligantes de etilenodiamina* pois uanto mais ligantes esti1erem ligados ao metal* mais cido - necessrio para o complexo 1oltar a sua cor inicial* logo o complexo ue ti1er mais ligantes etilenodiamina precisar de mais cido para retornar ao seu estado inicial+ <+6, Baseado no nHmero de gotas de tiocianato para mudan.a na colora./o dos complexos de 'erro no item #+#* ue conclus/o podemos c2egar uanto a a'inidade dos ligantes pelo metalR
Fo item #+# da aula* utilizou,se #" gotas de tiocianato de potssio para retornar a colora./o inicial+ Tal 'ato ocorre de1ido a maior intera./o do tiocianato ( ligante) com o 'erro (metal)+ : 'or.a dos ligantes determina a a'inidade dos mesmos pelo metal+ Quanto maior a 'or.a do ligante* maior ser a a'inidade pelo metal+
=0Re8eren!ia Teri!o #, SK@IE@* D+ 9+ :TUIFS* 8+ V+ Química Inorgânica+ 6W+ ed+ 8orto :legreX Boo4man* !""6+
!, LEE* Y D+ Bu,(i!a Inor&ni!a n#o t#o !on!isa * $W Ed+ Editora Edgar Bluc2er !"""+
6, Química :nalítica Qualitati1a O :rt2ut I+ ogel tradu./o por :nt0nio Nimeno da $W ed+ re1+ por N+ S1e2la , S/o 8auloX Mestre You* #?=#