UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO DO SUL

CURSO DE QUÍMICA – BACHARELADO

DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA EXPERIMENTAL II

RELATÓRIO:

SÍNTESE DO CLORETO DE TRIS(ETILENODIAMINO)NÍQUEL II

NOME: ARIANE QUARESMA ARCE

CAMPO GRANDE

2013

Relatório:

SÍNTESE DO CLORETO DE TRIS(ETILENODIAMINO)NÍQUEL II

RELATÓRIO DAS AULAS

PRÁTICAS DE INORGÂNICA

EXPERIMENTAL II–

CURSOBACHARELADO EM

QUÍMICA

TECNOLÓGICA.Centro de

Ciências exatas da Universidade

Federal de Mato Grosso do Sul.

Professor:Gleison Casagrande

Sumário

Introdução.......................................................................................................................2

Objetivo...........................................................................................................................3

Materiais e reagentes.......................................................................................................3

Discussão e resultado.......................................................................................................4

Conclusâo..............................................................................................................6

Anexo ..............................................................................................................................7

Bibliografia.......................................................................................................................8

Introdução

O metal níquel é dúctil e resistente a corrosão. Ocorre na natureza em

combinação com arsênio, antimônio e enxofre. Apresenta condutividade elétrica e

térmica elevadas. Em solução aquosa o estado de oxidação +2 é o mais importante,

sendo pouco comuns as reações de oxidação de +2 para +3.(SHRIVER, D. F,2008)

O íon Ni(II) em solução aquosa acha-se coordenado a moléculas de água em

uma geometria octaédrica, formando o íon complexo [Ni(H2O)6] 2+ , de cor verde. Em

muitos casos, a formação de outros complexos ocorre através de reações de substituição

das moléculas de água por outros ligantes (moléculas neutras: NH3, etilenodiamina,

etc., ou ânions: Cl-, OH-, etc.).

A reação de formação do complexo cloreto de hexaaminoníquel(II), por

exemplo, resulta da troca de moléculas de água por moléculas de amônia, no complexo

octaédrico [Ni(H2O)6] 2+,

[Ni(H2O)6] 2+(

aq) + 6 NH3(aq) → [Ni(NH3)6] 2+

(aq) + 6H2O(l)

Muitos complexos são reativos e trocam ligantes rapidamente – são

chamadoscomplexos lábeis. Outros só o fazem muito lentamente, sendo conhecidos

comoinertes.Os complexos de metais de transição são geralmente lábeis, com

exceçãodos formados com os íons Cr(III) e Co(III). A partir do estudo dos complexos

inertesmuitas informações sobre mecanismos de reação, isomeria, etc., foram

obtidas,uma vez que estes compostos podem ser facilmente isolados. A labilidade

doscomplexos e a capacidade de formar isômeros cis e trans são resultados dosefeitos

cinéticos existentes, mas efeitos termodinâmicos também podem orientaros produtos

finais de uma reação(SHRIVER, D. F,2008).

Um efeito importante é o efeito quelato, que dizrespeito à maior estabilidade de

complexos formados com ligantes que possuamdois ou mais sítios de coordenação

disponíveis, quando comparada a dosformados com ligantes monodentados. A

etilenodiamina (en = H2NCH2CH2NH2) éum ligante bidentado e forma com o íon

Ni(II) o complexo [Ni(en)3]2+ que é 1010vezes mais estável que o complexo

[Ni(NH3)6]2+ apesar da basicidade dos átomosde nitrogênio da etilenodiamina e da

amônia serem semelhantes(LEE.J.D,1971). Assim aetilenodiamina desloca a amônia:

[Ni(NH3)6]2+ + 3 en→ [Ni(en)3]2+ + 6 NH3 K= 109,7

A razão para este fenômeno se deve ao fato de que a entropia do sistema aumentamais

no caso da etilenodiamina coordenada do que no da amônia.A obtenção de

[Ni(en)3]C_2.2H2O pode ser feita pela reação entre a etilenodiaminaconcentrada e

solução de cloreto de hexaaminoníquel(II)(LEE.J.D,1971). A equação da reação

deobtenção pode ser descrita como:

[Ni(NH3)6]Cl2 + 3 en + 2H2O → [Ni(en)3]Cl2.2H2O + 6 NH3

Objetivo

substituição de um ligante monodentado por um bidentado – efeito quelato.

Materiais

Béquer de 50 e de 100 mL;

Proveta de 10 mL;

Bastão de vidro;

Conjunto para filtração à vácuo (funil de Büchner; quitasato; papel de filtro;

trompa d'água);

Cápsula de porcelana grande (para banho de gelo);

Cápsula de porcelana pequena;

Balança;

Espátula;

Vidro de relógio;

Reagentes e indicadores

[Ni(NH3)6]Cl2;

Etilenodiamina 98%; NH3 conc. (d = 0,91 g/mL; conc. = 25-28 % emmassa ou

15 mol/L);

Álcool etílico;

Procedimento Experimental

Em um becker de 200 mL, prepara-se uma solução dissolvendo-se 0,4754g

de [Ni(NH3)6]Cl2 em aproximadamente 30 ml de água destilada. À esta solução,

adiciona-se, lentamente, uma mistura de 7,5 mL de etilenodiamina previamente

dissolvidos em 15 mL de etanol comercial. A soluçãocloreto de

tris(etilenodiamino)níquel(II) diidratado resultante, permaneceu sob agitação durante 40

minutos. Sob aquecimento, concentrou-se o sistema reacional à metade do volume

inicial, seguindo-se repouso durante uma semana. Após filtração, os cristais formados

são lavados com pequenas porções de etanol comercial gelado. O complexo

[Ni(en)3]Cl2 2H2O pode também ser obtido à partir de NiCl2 6H2O, seguindo-se o

mesmo procedimento acima.

Resultados e Discussão

A reação de formação do complexo cloreto de hexaaminoníquel(II), por

exemplo, ocorre quando há a troca de ligantes de água por ligantes de amônia, no

complexo octaédrico [Ni(H2O)6] 2+

.[1]

Este novo complexo formado adquiriu coloração

azul escuro, segundo a reação a seguir:

[Ni(H2O)6] 2+

(aq) + 6 NH3(aq)[Ni(NH3)6] 2+

(aq) + 6H2O(l)

Quando aproximadamente 7,5 ml da solução de etilenodiamina diluída foi

adicionada lentamente na solução decloreto de hexaaminoníquel(II) esta adquiriu uma

coloração azul, e ao continuar adicionando etilenodiamina nesta solução, a mesma foi se

tornando roxa e com o acréscimo de maisetilenodiamina a solução ficara rósea. Isto

ocorre, pois a etilenodiamina (en = H2NCH2CH2NH2) é um ligante bidentado e forma

com o íon Ni(II) o complexo [Ni(en)3]2+

que é mais estável que o complexo

[Ni(H2O)6]2+

(SHRIVER, D. F,2008).

A razão para este fenômeno se deve ao fato de que a entropia do sistema

aumenta mais no caso da etilenodiamina coordenada do que no caso da amôniae a

formação de complexos de níquel II se dá através de reações de substituição das

moléculas de água por outros ligantes(moléculas neutras: NH3,etilenodiamina), estes

formam complexos octaédricos no caso na reação da solução de níquel II com as

soluções de etilenodiamina e com NH3 emexcesso com a formação do [Ni(en)3]2+

e

[Ni(NH3)6] 2+(

CECCHI,P.et al,1995).

Segundo as seguintes reações:

Ni(H2O)6] 2+

(aq) + H2NCH2CH2NH2(aq) Ni(H2O)4en] 2+

(aq)

Ni(H2O)4en] 2+

(aq)excesso em em en

[Ni(en)3]2+

(aq)

[Ni(NH3)6]Cl2 + 3 en + 2H2O → [Ni(en)3]Cl2.2H2O + 6 NH3

Cálculos de rendimento:

MM[Ni(NH3)6]Cl2= 231,5 g

MM[Ni(en)3]Cl2.2H2O= 309,89 g

Massa pesada= 04630 g

Massa obtida= 0,11 g

231,5 g [Ni(NH3)6]Cl2 ...............................309,89 g [Ni(en)3]Cl2.2H2O

0,4754g..................................................................X

X= 0,637 g .........................................100%

0,11 g ...........................................Y%

Y= 17,26% de [Ni(en)3]Cl2.2H2O

Rendimento : 17,26%

Ponto de decomposição : 210-247ºC começa a desidratar

250-247ºC começa a decomposição

Caracterização por IR :

As vibrações de estiramento assimétrico ν (N-Hass) e simétrico ν (N-Hs) foram

observadas na faixa de 3423 a 3200 cm-1. A deformação angular δno plano (Ν-Η) foi

observada em torno de 1430 cm-1

. A bandade deformação δ fora do plano(N-H) forte

em 690 cm-1(900-650).

Há três tipos possíveis de movimentos associados com a cadeia N-C-C-N do ligante:

estiramento C-C, estiramento C-N e a flexão da cadeia N-C-C-N (flexão no plano e

movimento torsional). Para as vibrações de estiramento, bandas provenientes da

combinação ν(C-N) + ν(C-C) foram observadas para os complexos com ligante

etilenodiamina em torno de 1080 cm-1

(1020-1250). A banda de deformação axial (C-H)

foi observada em torno de 745 cm-1

e uma banda de estiramento de alcano em torno de

2925 cm-1

.

Os dados obtidos estão em acordo com a literatura(Bennett, A.M.A et

al.1990).Adicionalmente, o complexo [Ni(en)2(H2O)2]Cl2 apresentou uma banda

alargada em 3423 cm-1

atribuída à banda de estiramento (O-H) do ligante aqua que se

sobrepõe aos estiramentos (N-H).

CONCLUSÃO

De acordo com os objetivos propostos na introdução neste trabalho sobre a síntese e

obtenção do complexo de [Ni(en)3]Cl2.2H2Oconclui-se que a sintese foi bem sucedida

já que o espectro de infravermelho demonstrou que a substancia isolada foi o complexo

de bis-trifenilfosfina de cobre II, e que o baixo rendimento foi devido a baixa

quantidade de massa [Ni(NH3)6]Cl2 utilizada.

REFERÊNCIA

Bennett, A. M. A.; Foulds, G. A.; Thornton, D. A.; Watkins, G. M.; Spectrochim. Acta,

Part A 1990, 46, 13.

CECCHI,P.et al.Polyedron,14,p.2441-2449,1995.

LEE, J. D. Fundamentos da quimica inorganica. Sao Paulo: EdgardBlucher ; EDUSP,

1971. 248 p.

Rochhow, E. G. - Inorganic Synthesis, Vol. VI.

SHRIVER, D. F; ATKINS, P. W. Química inorgânica. 4. ed. Porto Alegre: Bookman,

2008. 847 p