Um Experimento em Qumica Bioinorgnica: Sntese de Compostos de Cobre-Glicina

Josiane Aparecida Sobrinho Juliana Frizarin Campos Ss Yuri Renan Bovolenta

Qumica Inorgnica III

Presidente Prudente, novembro de 2011.

Sumrio1. OBJETIVOS ..................................................................................................................................... 2

2. INTRODUO ................................................................................................................................ 2 2.1. Bioinorgnica ............................................................................................................................ 2 2.2. Espectroscopia vibracional de absoro na regio IV ........................................................... 4 2.3. Descarte de resduos ................................................................................................................. 6

3. MATERIAIS E MTODOS............................................................................................................ 7 3.1. Materiais .................................................................................................................................... 7 3.2. Reagentes ................................................................................................................................... 7 3.3. Procedimentos ........................................................................................................................... 7 3.3.1. Preparao de compostos de coordenao entre o metal cobre e glicina. ......................... 7 3.3.2. Sntese de adutos entre cobre, cobalto e uria .................................................................... 8 3.3.3. Recuperao do cobalto na forma de resduo gerado nas prticas anteriores e purificao do sobrenadante para ser descartado na pia. ................................................................................ 8 3.4. Fluxogramas .............................................................................................................................. 9 3.4.1. Preparao de compostos de coordenao entre o metal cobre e glicina. ......................... 9 3.4.2. Sntese de adutos entre cobre, cobalto e uria .................................................................... 9 3.4.3. Recuperao do cobalto ...................................................................................................... 9

4. RESULTADOS E DISCUSSO ................................................................................................... 10 4.1. Um Experimento em Qumica Bioinorgnica: Sntese de Compostos Cobre-Glicina ....... 10 4.2. Parte B Sntese de adutos entre Cobre, Cobalto e Uria: Qumica de Coordenao no Estado Slido ................................................................................................................................... 12 4.3. Parte C Recuperao de Cobalto na Forma de Resduo e Purificao do Sobrenadante .......................................................................................................................................................... 16

5. CONCLUSES .............................................................................................................................. 17

REFERNCIAS .................................................................................................................................. 18

1

1. OBJETIVOS Preparar compostos de coordenao entre o metal cobre e a glicina; Utilizao da rota alternativa via sntese no estado slido para preparao de

compostos de coordenao. Recuperar o cobalto na forma de resduo gerado nas prticas anteriores e purificar o

sobrenadante de forma a torn-lo inofensivo para ser descartado na pia

2. INTRODUO 2.1. Bioinorgnica As funes biolgicas desempenhadas por elementos e compostos inorgnicos so muito variadas, podendo ser de estruturas de mensageiros, de transportadores de eltrons e oxignio, de catalisadores de reaes de xido reduo e cido-base. Os metais de transio agem como cidos de Lewis. O ferro e o cobre por exemplo, so centros ativos de metaloenzimas e tambm de protenas transportadoras de oxignio. As interaes dos ons metlicos com biomolculas geralmente consistem na formao de compostos de coordenao, portanto as teorias da qumica de coordenao tambm se aplicam a sistemas biolgicos. Os ligantes mais comumente envolvidos em sistemas biolgicos so aminocidos de cadeias laterais e cidos nuclicos. As protenas so constitudas de vinte aminocidos essenciais, representados na Figura 1.1

2

Figura 1: Os vinte aminocidos essenciais.

Os stios de coordenao possveis nesses aminocidos so: 1. Grupos NH e Co da ligao peptdica; 2. Grupos COOH de aminocidos cidos; 3. Grupo NH2 de aminocidos bsicos; 4. OH alqulico da serina ou treonina; 5. OH aromtico da tirosina; 6. Grupo imidazol da histidina; 7. Grupo SH da cistena; 8. Grupo tioter da metionina.

3

2.2. Espectroscopia vibracional de absoro na regio IV A regio espectral no infravermelho compreende radiao com nmeros de onda no intervalo de aproximadamente 12800 a 10 cm-1 ou comprimentos de onda de 0,78 a 1000 m. Do ponto de vista tanto da aplicao como da instrumentao, o espectro infravermelho convenientemente dividido em radiao no infravermelho prximo, mdio e distante. As tcnicas e aplicaes de mtodos baseados nestas trs regies espectrais diferem consideravelmente. Medidas na regio do infravermelho prximo so feitas com fotmetros e espectrofotmetros com projetos e componentes semelhantes aos instrumentos descritos anteriormente. As aplicaes mais importantes dessa regio espectral ocorrem na anlise quantitativa de materiais industriais e agrcolas e no controle de processos .2, 3,4. At o incio dos anos de 1980, a maioria dos instrumentos para a regio do infravermelho mdio era do tipo dispersivo, baseadas em redes de difrao. A partir da, no entanto, houve uma mudana drstica nesses instrumentos, de modo que agora a maior parte deles so do tipo de transformada de Fourier. Fotmetros baseados em filtros de interferncia tambm encontram uso para medidas de composies de gases e contaminantes atmosfricos. A radiao infravermelha no energtica o suficiente para causar as transies eletrnicas como foi mencionado sobre a radiao ultravioleta, visvel e raios X. A absoro de radiao infravermelha est muito restrita a espcies moleculares que tm diferenas de energia pequenas entre vrios estados vibracionais e rotacionais. Para absorver radiao infravermelha, uma molcula precisa sofrer uma variao no momento de dipolo como conseqncia do movimento vibracional ou rotacional. Apenas nessas circunstncias o campo eltrico alternado da radiao pode interagir com a molcula e causar variaes na amplitude de um de seus movimentos. O momento dipolar determinado pela magnitude da diferena de carga e a distncia entre os dois centros de carga. Quando uma molcula vibra, uma variao regular do momento dipolar ocorre e surge um campo que pode interagir com o campo eltrico associado radiao. Se a freqncia da radiao coincidir exatamente com a freqncia vibracional natural da molcula, ocorre uma transferncia efetiva de energia e resulta em uma variao da amplitude da vibrao molecular; a absoro da radiao a conseqncia. Do mesmo modo a rotao de molculas assimtricas em torno de seus centros de massa resulta em uma variao peridica do dipolo que pode interagir com a radiao.2,4 Como os nveis rotacionais so quantizados, a absoro por gases na regio do infravermelho distante caracterizada por linhas discretas e bem-definidas. Em lquidos ou slidos, as colises intermoleculares e interaes causam o alargamento dessas linhas para um contnuo. Os nveis de energia tambm so quantizados e, para a maioria das molculas, as 4

diferenas de energia entre estados qunticos corresponde regio do infravermelho mdio. Em slidos e lquidos, a rotao est rigorosamente restrita ento, linhas discretas vibracionais/rotacionais desaparecem, deixando apenas picos vibracionais alargados. As posies relativas dos tomos em uma molcula no esto fixadas exatamente; variam continuamente como conseqncia de inmeros tipos de vibraes e rotaes em torno das ligaes da molcula. Para uma molcula diatmica ou triatmica simples, fcil definir o nmero e a natureza de tais vibraes e relacion-las a energias de absoro. Uma anlise desse tipo fica difcil, se no impossvel, para molculas constitudas de muitos tomos. No apenas as molculas grandes tm um grande nmero de centros podem ocorrer e precisam ser levadas em conta. As vibraes caem na categoria de estiramentos e de deformaes angulares. Uma vibrao de estiramento envolve uma variao contnua na distncia interatmica ao longo do eixo da ligao entre dois tomos. As vibraes de deformao angular so caracterizadas pela variao do ngulo entre duas ligaes e so de quatro tipos: tesoura (scissoring), balano (rocking), sacudida (wagging) e toro (twisting). Os vrios tipos de vibrao esto mostrados esquematicamente na Figura 5. Todos os tipos de vibrao mostrados na Figura 5 podem ser possveis em uma molcula contendo mais de dois tomos. Alm disso, interao ou acoplamento de vibraes pode ocorrer se as vibraes envolvem ligaes de um mesmo tomo central. O resultado de um acoplamento uma variao nas caractersticas das vibraes envolvidas.2

(a)

Simtrico (b) + Sacudida (Wagging) Toro (Twisting) + + -

Assimtrico

Balano (Rocking)

Tesoura (Scissoring)

Figura 2: Tipos de vibraes moleculares. (a) Vibraes do tipo estiramento e (b) Vibraes de deformao angular.

5

A vibrao caracterstica de cada ligao entre dois tomos ou em uma molcula se apresenta numa determinada posio no espectro. Pode-se estimar qual a posio em que uma determinada vibrao pode aparecer atravs de equaes que fornecem os dados de nmero de onda caracterstico dos modos vibracionais. As equaes da mecnica clssica no descrevem completamente o comportamento de partculas de dimenses atmicas. Podemos, no entanto, usar o conceito de oscilador harmnico simples para desenvolver as equaes de onda da mecnica quntica.

Onde o nmero de onda de um pico de absoro em cm-1, k a constante de fora para a ligao em newtons por metro (N/m), e a massa reduzida tem unidades de kg. A equao acima e as medidas no infravermelho permitem a avaliao de constantes de fora para vrios tipos de ligaes qumicas. Geralmente, observa-se que k se situa entre 3x102 e 8x102 N/m para a maioria das ligaes simples, sendo 5x102 um valor mdio razovel. Observa-se que as ligaes duplas e triplas, do mesmo modo, tm constantes de fora de cerca de duas a trs vezes esse valor (1x103 e 1,5x103, respectivamente). Com esses valores mdios experimentais, a equao acima pode ser usada para se estimar o nmero de onda do pico fundamental de absoro, ou o pico de absoro devido transio do estado fundamental ao primeiro estado excitado, para uma variedade de tipos de ligao. H vrios catlogos de espectro no infravermelho disponveis que ajudam uma identificao qualitativa fornecendo espectros de um grande nmero de compostos puros para comparao. Alm deste mtodo a atribuio tambm pode ser feita mediante anlise atravs de espectros disponveis de pacotes de software.2

2.3. Descarte de resduos At h pouco tempo, os laboratrios descartavam seus rejeitos (resduos) sem os cuidados necessrios; solventes volteis eram evaporados (lanados para a atmosfera), slidos eram descarregados em lixo comum e, lquidos e solues, eram descartados na pia. Essas prticas no so recomendadas e, atualmente, existe uma preocupao maior no descarte de rejeitos qumicos. Existem regras estabelecidas para o descarte de rejeitos, especialmente os perigosos; no entanto, muitas vezes so difceis e de custo elevado para serem implementadas.5

6

Assim, na prtica, procura-se, sempre que possvel, minimizar a quantidade de resduos perigosos gerados nos laboratrios de ensino: Reduo da escala (quantidade de sustncia) de produtos qumicos usados nos

experimentos; Substituio de reagentes perigosos por outros menos perigosos; Converso dos resduos para uma forma menos perigosa atravs de reao qumica,

antes do descarte; Reduo dos volumes a serem descartados (concentrando as solues ou separando os

componentes perigosos por precipitao); Recuperao dos reagentes para novamente serem utilizados.

3. MATERIAIS E MTODOS 3.1. Materiais Erlenmeyer; Gelo; Banho termosttico; Balana analtica; Balana semi-analtica; Basto de vidro; Funil de Bucnher; Papel de filtro; Funil; Almofariz; Bquer; Pipeta Pasteur.

3.2. Reagentes Acetato de cobre; Etanol; Cloreto de cobre; Cloreto de cobalto; Uria; Resduo contendo Cobalto Hidrxido de sdio; Sulfeto de sdio; Hipoclorito de sdio.

3.3. Procedimentos 3.3.1. Preparao de compostos de coordenao entre o metal cobre e glicina. Em um Erlenmeyer dissolveu-se 0,1 g de acetato de cobre monoidratado em 1,5 mL de gua. Acrescentou-se 1,0 mL de etanol 95% (quente) soluo. A soluo foi mantida a temperatura de 70 C com auxilio de um banho termosttico. 7

Em outro Erlenmeyer dissolveu-se 0,075 g de glicina em 1 mL de gua. Misturou-se as duas solues previamente preparadas e observou-se a formao de precipitado com auxilio de um banho de gelo. Filtrou-se o precipitado formado, e lavou-o com 0,5 mL de etanol gelado. Deixou-se o composto secar a temperatura ambiente. 3.3.2. Sntese de adutos entre cobre, cobalto e uria Utilizando as propores (em mol) 1:2 e 1:4 para o cobre e 1:4 e 1:6 para o cobalto, partindo-se de 2,0 g do sal do metal em cada caso, triturou-se por quinze minutos o haleto (CuCl2.2H2O ou CoCl2.6H2O) e ligante (uria) para se obter os compostos. Observou-se e anotou-se a cor dos compostos obtidos aps o tempo de trituramento.

3.3.3. Recuperao do cobalto na forma de resduo gerado nas prticas anteriores e purificao do sobrenadante para ser descartado na pia. Nas prticas anteriores, foi gerada soluo aquosa que contm ons Co2+, se a oxidao no foi completa, e Co3+, sendo necessrio realizar a precipitao dos ons cobaltos com uma soluo saturada de Na2S (formao de um slido preto), o seguinte tratamento aconteceu na capela, antes do descarte final: A soluo contendo ons Co(III) era cida, antes de adicionar sulfeto de sdio neutralizou-se at pH entre 9 e 10 com NaOH 13 mol/L. Preparou-se cerca de 10 mL da soluo saturada de Na2S para iniciar a precipitao, e medida que foi necessrio, uma quantidade maior foi preparado. Verificou se a precipitao foi quantitativa atravs da adio de algumas gotas de Na2S ao sobrenadante, at no haver mais precipitao. O slido foi separado do sobrenadante por filtrao. O sobrenadante foi tratado com NaOCl (hipoclorito de sdio) para eliminar o excesso de Na2S adicionado, para ento ser descartado no esgoto comum. Na2S + 4 NaOCl Na2SO4 + 4 NaCl

8

3.4. Fluxogramas 3.4.1. Preparao de compostos de coordenao entre o metal cobre e glicina.

3.4.2. Sntese de adutos entre cobre, cobalto e uria

3.4.3. Recuperao do cobalto

9

4. RESULTADOS E DISCUSSO 4.1. Um Experimento em Qumica Bioinorgnica: Sntese de Compostos Cobre-Glicina A glicina um aminocido que pode se dissociar para formar o nion glicinato (gly), o qual pode se coordenar a uma grande variedade de centros metlicos. O on glicinato assimtrico, e pode dar origem a ismeros estruturais, dependendo da orientao relativa com que se coordena. A Figura 3 abaixo representa (a) a estrutura da glicina e (b) os ismeros que pode formar com ons metlicos:

(a)

(b)

Figura 3: (a) Molcula de glicina. (b) Aduto entre cobre e glicina, nas formas cis e trans.

O ismero cis precipita muito mais rapidamente que o trans, deslocando o equilbrio para sua formao. Esse ismero, cineticamente mais favorecido, se converte no trans (que favorecido termodinamicamente) simplesmente por aquecimento a 180 C durante 15 minutos. No organismo, o Cu(II) tem papel essencial no organismo, sendo encontrado em vrias enzimas e protenas que tem funes centrais em muitos processos biolgicos. Ele pode interagir de diversos modos com essas molculas, j que elas apresentam diferentes stios de coordenao. A glicina, por exemplo, possui dois potenciais stios de ligao, que podem fazer do aminocido um ligante mono ou bidentado.6 A coordenao se d atravs do tomo de nitrognio do grupo amino e/ou pelo oxignio desprotonado do grupo carboxilato. Conforme indica a Figura 3, os complexos formados, sejam em sua forma cis ou trans, apresentam estrutura quadrado-planar. O Cu(II) um on d9, e o diagrama de energia para o desdobramento dos orbitais representado na Figura 4: 10

dx2-y2 dz2

dx2-y2

dx2-y2

egdz2 dxy

10 Dq d9 t2gdxy dxz dyz dxz dyz dxz dyz dxy dz2

on Livre

Oh

D4h

Figura 4: Digrama de nveis de energia mostrando o desdobramento dos orbitais para ons d9

Como mostra o diagrama, a distribuio assimtrica em eg, ocorrendo a distoro de Jahn-Teller. Para o caso de coordenao com a glicina, um ligante de campo forte, ocorre a inverso em termos de energia entre os orbitais dxy e dz2 e perda dos ligantes axiais, estabilizando o complexo na estrutura quadrado-planar. A sntese do glicinato de cobre utilizou como precursores acetato de cobre monoidratado e glicina. A reao que descreve a formao do complexo representada a seguir: Cu(CH3CO2)2.H2O (aq) + 2 H2NCH2CO2H (aq) [Cu(gly)2] (s) + 2 CH3CO2H (aq) Misturadas as solues dos precursores sendo a do on metlico contendo etanol 95% e a temperatura de aproximadamente 70 C para facilitar a solubilizao do sal a soluo resultante foi colocada em banho de gelo para favorecer a precipitao, que foi lenta. O precipitado formado, de cor azul clara, foi filtrado a presso reduzida e lavado com etanol gelado. Aps seco, o produto foi pesado. Os dados relativos sntese so descritos na Tabela 1:

11

Tabela 1: Dados relativos sntese do composto glicinato de cobre (II) Cu(CH3CO2)2.H2O Massa molar (g mol ) Massa pesada (g) Massa terica Rendimento (%)-1

[Cu(gly)2] 211,67 0,0958 0,1120 85,5

200,0 0,1058 -

Os clculos abaixo exemplificam como foi determinado o rendimento:1 mol CuAc2 200,0 g 1 mol complexo 1 mol CuAc2 211,67 g complexo 1 mol complexo

mterica = [0,1058 g CuAc2.H2O]

= 0,1120 g

Rendimento =

0,0958 . 100 = 85,5 % 0,1120

Como pode ser verificado, o rendimento bastante elevado, indicando a eficincia do mtodo snttico. Porm, o rendimento elevado pode estar relacionado a presena de guas de hidratao na esfera de coordeno do metal, as quais no foram consideradas nos clculos. No podem ser descartadas perdas durante a filtrao, como ocorreram, e nem a solubilizao do composto durante as lavagens. 4.2. Parte B Sntese de adutos entre Cobre, Cobalto e Uria: Qumica de Coordenao no Estado Slido Compostos de coordenao entre metais de transio e uria ou seus derivados tm sido sistemtica e progressivamente estudados ao longo das duas ltimas dcadas. Esses compostos tm sido estudados do ponto de vista de sua preparao, estruturas e propriedades, principalmente em conexo com sua habilidade em formar compostos de coordenao.7 A uria, por exemplo, pode formar adutos com cobre e cobalto. Para o caso da presente prtica, a verificao desta formao pde ser avaliada pela mudana de colorao do produto final. A Tabela 2 apresenta as massas utilizadas para a preparao dos compostos de coordenao com diferentes estequiometriasTabela 2: Massas dos reagentes utilizadas na preparao dos adutos de Co(II) e Cu(II) em diferentes estequiometrias

Metal Cu Co

Proporo 1:2 1:4 1:4 1:6

MCl2.H2O 2,0707 1,9500 2,0280 1,9505

Uria 1,42 2,89 2,02 3,03 12

Os adutos foram preparados por sntese no estado slido, outra rota bastante eficiente na preparao de compostos de coordenao, em que quantidades estequiomtricas dos reagentes foram trituradas por aproximadamente quinze minutos. As cores observadas para os produtos finais so descritas na Tabela 3:Tabela 3: Colorao observadas e absorvidas para os adutos de Co(II) e Cu(II) com uria em diferentes estequiometrias

Metal Cu Co

Proporo 1:2 1:4 1:4 1:6

Cor Observada Verde Marinho Turquesa Azul Violeta Prpura

Cor Absorvida Vermelho Rosa Laranja amarelado Amarelo esverdeado

Para o caso dos complexos de cobre, observou-se apenas pequena variao na colorao dos compostos formados. O cloreto do sal, de cor verde, passou a verde marinho quando da adio estequiomtrica de dois mols de uria para um do metal; para a estequiometria 1:4, o produto final adquiriu colorao turquesa. Em ambos os casos, os compostos de coordenao passaram a absorver comprimentos de onda mais energticos com o aumento da estequiometria, conforme indica Tabela 3 e a esfera de cores, representada na Figura 5, indicando a possvel substituio das molculas de H2O da esfera de coordenao do metal por uria, de campo mais forte.

Figura 5: Esfera de cores

A uria pode apresentar dois potenciais stios de ligao: os tomos de oxignio e nitrognio. Para avaliar qual dos dois interage mais efetivamente com o on metlico central,

13

foram adquiridos espectros de absoro na regio do infravermelho de ambos os adutos e dos reagentes de partida, os quais esto representados na Figura 6, a seguir:

4000

3500

3000

2500

2000

1500

1000

500

2175 2790

Aduto 1:4

Cu e Uria1470

2+

Transmitncia (%)

3460 2789

1165

760

2167

1633

Aduto 1:21165760

Cu e Uria

2+

3462 2279 3277 3332

1643

CuCl2.2H2O

1597 2802 2360 1678 1155 1465 3000 2500 2000 1500786

Uria578 500

4000

3500

Numero de onda (cm )

-1

1000

Figura 6: Espectros de absoro no infravermelho para os precursores a adutos de Cu(II) com uria em diferentes estequiometrias

Para o espectro da uria, a banda larga na regio de aproximadamente 3300 cm -1 corresponde ao modo vibracional da ligao NH. As bandas finas na regio de 1680 e 1460 cm-1 correspondem s vibraes por estiramento das ligaes CO e NH, respectivamente, caractersticas de amidas. O pico em ~1160 cm-1 associado vibrao por estiramento da ligao CN. Para o espectro do cloreto de cobre(II), verifica-se a larga banda na regio de tambm 3300 cm-1 associada vibrao por estiramento da ligao OH na molcula de gua. A diferena bsica entre esta banda e a banda associada vibrao NH que a primeira apresenta alargamento bem maior, especialmente em sua base. Pode-se verificar que a banda para o primeiro caso estende-se de aproximadamente 3650 a 2850 cm-1, enquanto para a vibrao NH localiza-se entre 3500 e 3000 cm-1. Ainda para o sal, a fina banda localizada em aproximadamente 1600 cm-1 corresponde vibrao por deformao da ligao OH. Neste caso, a estrutura fina indica que a gua est coordenada ao metal, o que restringe as vibraes da molcula. Comparando os espectros dos precursores com os produtos finais, podem-se notar alteraes no perfil das bandas. Especialmente para os modos vibracionais associados s 14

ligaes na molcula de uria, os deslocamentos observados do indcios de seu possvel stio de coordenao. Para facilitar as comparaes, os principais modos vibracionais e seus mximos de absoro esto registrados na Tabela 4:Tabela 4: Bandas no IV (cm-1) para uria e adutos de Cu(II) em diferentes estequiometrias

Uria Aduto 1:2 Aduto 1:4

(CO) 1678 1643 1633

(NH) 1465 1472 1472

(CN) 1155 1165 1165

Os modos vibracionais associados ligao CO so os que sofrem maior deslocamento do reagente puro para aquele coordenado ao metal, indicando que o oxignio deve ser o stio ativo na coordenao. J as ligaes NH e CN no sofrem grandes deslocamentos; a pequena variao observada associada ao fato de que alteraes no momento de dipolo da ligao CO refletem nas demais ligaes, visto a proximidade entre elas, conforme indica a Figura 7, representando a molcula de uria

Figura 7: Molcula de uria

interessante notar que, estando a uria coordenada ao metal, os deslocamentos observados para as vibraes que envolvem o tomo de nitrognio no sofrem alteraes com a variao da estequiometria, ao contrrio da vibrao associada ao provvel stio de coordenao, em que mudana da estequiometria de 1:2 para 1:4 provocou alteraes na energia da vibrao, dando mais indcios da coordenao por este ponto. Com relao definio das estruturas finais formadas, a estequiometria 1:4 sugere a formao de [Cu(uria)4]Cl2 quadrado-planar, esperado para ons com configurao assimtrica como o Cu(II) e ligantes de campo forte como a uria. Para o caso da estequiometria 1:2, as duas outras posies no ocupadas pela uria podem ser preenchidas por ons Cl- ou molculas de H2O. Considerando a elevada labilidade da gua, possvel que seja formado o aduto [Cu(uria)2(Cl)2]. A anlise dos espectros revela que o alargamento da banda em 3300 cm-1 no to grande, e a mesma se assemelha muito da uria pura, dando indcios da possvel ausncia de gua na esfera de coordenao; o pico em ~1600 cm-1, 15

porm, ainda observado. Dessa forma, as demais possibilidades, [[Cu(uria)2(H2O)2]Cl2 e [Cu(uria)2(OH2)Cl]Cl, no podem ser descartadas. Para o caso dos adutos de cobalto, o aumento da razo uria:cobalto provocou o mesmo efeito observado para os adutos de cobre. Conforme indica a Tabela 3, as cores absorvidas pelos complexos passaram a ser mais energticas quando a estequiometria variou de 1:4 a 1:6, o que indica a maior coordenao da uria ao on metlico com o aumento da proporo. Assim, para a estequiometria 1:6, supe-se a formao de [Co(uria)6]Cl2, octadrico; para a estequiometria 1:4, como no caso do cobre, as duas posies restantes no ocupadas pelo ligante orgnico podem ser ocupadas por ons Cl- ou molculas de gua; todavia, como anteriormente discutido, a labilidade da gua pode levar formao do aduto [Co(uria)4(Cl)2]. As demais possibilidades no podem ser descartadas. Para os complexos deste on metlico no puderam ser adquiridos espectros no IV. Devido ao carter higroscpico do sal de cobalto, o produto final apresentou-se como um lquido viscoso, o que impossibilitou as medidas. Todavia, a variao nas cores dos produtos finais d indcios da coordenao. Trabalhos na literatura8 descrevem a coordenao da uria tambm pela carbonila. 4.3. Parte C Recuperao de Co na Forma de Resduo e Purificao do Sobrenadante A gerao de resduos um dos grandes problemas no laboratrio. Com o advento da Qumica Verde, sobretudo, este passou a ser um ponto cuidadosamente avaliado na realizao de snteses. Durante as prticas de Qumica Inorgnica (III), uma grande quantidade de resduos de Co(II) e Co(III) foi gerada. Os ons, porm, podem ser recuperados na forma de sulfeto, o que torna o sobrenadante, depois de devido tratamento, inofensivo e possvel de ser descartado na pia. Uma pequena poro de resduo foi tomada para o tratamento. A precipitao foi realizada com soluo saturada de sulfeto de sdio, Na2S. Antes de adicionar o agente precipitante, entretanto, a soluo foi neutralizada at pH prximo a 10. Em caso de soluo cida, a adio de Na2S levaria formao de cido sulfdrico, conforme indica a reao: Na2S (aq) + 2 H3O+ (aq) H2S (aq) + 2 Na (aq) + 2 H2O (l)

16

Levada a pH bsico, a soluo foi ento tratada com Na2S. Com a adio, verificouse a precipitao de slido preto, o sulfeto de cobalto. A adio foi realizada at verificar-se a precipitao quantitativa. O slido obtido foi ento filtrado e descartado em frasco previamente destinado. O sobrenadante, de colorao amarelada, foi tratado com NaOCl a fim de eliminar o excesso de Na2S adicionado, conforme indica a reao abaixo: Na2S (aq) + 4 NaOCl (aq) Na2SO4 (aq) + 4 NaCl (aq) A soluo, de colorao inicialmente amarelada, tornou-se lmpida ao trmino do tratamento, indicando que todo o excesso de Na2S foi convertido a Na2SO4. A soluo do sal, o qual branco e inofensivo, pode ento ser descartada no esgoto comum.

5. CONCLUSES A partir dos resultados obtidos, foi possvel verificar a eficcia do mtodo sinttico na preparao do composto de coordenao entre cobre e glicina. O rendimento elevado d indcios do quo eficiente so as interaes entre metais e protenas (aminocidos) no organismo. Para a sntese de adutos entre cobre e cobalto com uria, a variao nas coloraes obtidas para os produtos finais indica a coordenao da molcula orgnica ao metal, em substituio gua. Para o caso dos adutos de cobre, a aquisio dos espectros no IV confirmou a formao do produto desejado, sugerindo ainda que a coordenao ocorra pelo oxignio da carbonila. Com o aumento da razo uria/metal, os produtos passaram a absorver energias cada vez maiores, em concordncia com o aumento da substituio das molculas de gua, de campo menor que as de uria. Para os complexos em que a estequiometria no mxima, as posies restantes podem ser ocupadas tanto por ons cloreto quanto por gua, todavia, devido elevada labilidade desta, possvel que as posies sejam preferencialmente ocupadas por ons Cl-. O tratamento de resduos de Co(II) e/ou Co(III) foi eficientemente realizado. O metal pde ser separado da soluo na forma de seu sulfeto, e o sobrenadante final foi ento devidamente tratado, sendo convertido a produtos no txicos que puderam ser descartados diretamente na pia.

17

REFERNCIAS1

MARZZOCO, A.; BAYARDO, B. T. Bioqumica bsica. 3. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2007.

2

SKOOG, D. A. Fundamentos de Qumica Analtica. Chicago: Holt, Rinehart and Winston, 1963.

3

VAITSMAN, DELMO SANTIAGO, CIENFUEGOS, FREDDY. 1. ed. Anlise Instrumental. Rio de Janeiro: Intercincia, 2000, 606p.

4

EWING, G.W. Mtodos Instrumentais de Anlises Qumicas. So Paulo: Edgar Blcher, 1972.

5

APOSTILA de Experimentos. Disponvel em: . Acesso em: 14 nov. 2011.

6

SILVA, A. M. et al. Avaliao da estabilidade de complexos formados entre o on cobre (II) e os aminocidos tirosina e glicina. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE QUMICA, 50, 2010, Cuiab MT. Anais. Rio de Janeiro: Associao Brasileira de Qumica, 2010. Disponvel em: . Acesso em: 25 nov. 2011.

7

Carp, O.; Patron, L.; Reller, A. Thermal behavior of the coordination compound [Co(urea)6](NO3)2]. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, v.73, p.867-876, 2003.

8

FARIAS, Robson Fernandes de. Solid state synthesis, characterization and thermogravimetric study of the adducts CoCl2.6L (L = ethyleneurea, propyleneurea and ethylenethiourea). Thermochimica Acta, v.376, p.6366, 2001.

18