UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA

CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS – CCT

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA – DQMC

Disciplina: QIE0002 – Química Inorgânica Experimental

9. SÍNTESE DE ISÔMEROS GEOMÉTRICOS - CLORETO DE

DICLOROBIS(ETILENODIAMINA)COBALTO(III)

9.1 INTRODUÇÃO

O isomerismo é um aspecto característico tanto de compostos orgânicos quanto de inorgânicos. Compostos que

possuem a mesma fórmula molecular, mas diferentes arranjos estruturais são chamados de isômeros. Vários tipos de

isomerias ocorrem entre os compostos de coordenação. Quando, além disto, os agregados possuem as mesmas ligações,

mas diferem no arranjo espacial destas ligações, são chamados de estereoisômeros. Os tipos mais comuns de isomeria

são as isomerias: geométrica (ou esteroisomeria), a isomeria óptica, a isomeria de constituição, a isomeria de ligação e a

de coordenação.

Apesar de os isômeros serem compostos do mesmo agrupamento de átomos, eles geralmente diferem em uma ou

mais propriedades físicas e químicas, como a cor, a solubilidade, a velocidade de reação em uma reação específica, etc.

ISOMERIA GEOMÉTRICA: A estereoisomeria é observada em compostos de coordenação que tem a mesma

composição, porém diferem no arranjo espacial dos ligantes em volta da espécie central. Este tipo de isomeria é

observado em compostos onde grupos de ligantes iguais estejam em posições adjacentes ou opostas.

Um tipo importante de estereoisomerismo é possível nos compostos quadrado planares. Considere, por exemplo, os

dois estereoisômeros quadrado planares do [Pt(NH3)2Cl2], ambos constituindo compostos neutros. Em um destes, as

duas moléculas de amônia ocupam um par de vértices adjacentes no quadrado, enquanto os dois cloretos ocupam o

outro par, este é denominado isômero cis, onde cis significa adjacente; o outro é o isômero trans (oposto). Este tipo de

isomeria pode ocorre nos compostos do tipo MX2Y2 (onde M = metal, X e Y representam ligantes diferentes), pois

embora os ligantes iguais estejam a mesma distância da espécie central, eles não estão a mesma distância entre si

quando o complexo tem a geometria quadrado planar. Embora estes dois isômeros sejam semelhantes em algumas

propriedades, eles diferem significativamente em outras. O isômero cis, por exemplo, é utilizado no tratamento de

alguns tumores cancerígenos. Por outro lado, o isômero trans não apresenta efeitos terapêuticos.

Figura 01: Estereoisômeros do composto [Pt(NH3)2Cl2] com geometria quadrado planar: cis e trans.

A interconversão entre dois isômeros geométricos é uma importante etapa em mecanismos reacionais onde

compostos de coordenação catalisam reações envolvendo moléculas orgânicas insaturadas.

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Em um composto de coordenação com geometria tetraédrica, os quatro ligantes ocupam os vértices de um tetraedro

regular, portanto, todas as posições são equivalentes, não existindo assim os isômeros cis-trans.

Os tipos de isomeria geométricas dos complexos hexacoordenados assemelham-se a encontrada em complexos

quadrado planar. Por exemplo, os dois ligantes Y de um complexo do [MX4Y2], podem ser colocados em posições

octaédricas adjacentes para dar um isômero cis ou em posições diametralmente oposta para dar o isômero trans. Nesta

ilustração é mostrado os isômeros do complexo [CoCl2(NH3)4]+, onde as esferas azuis representam os ligantes NH3, as

verdes os ligantes Cl- e as esferas cinzas representam o íon Co

3+.

Figura 02: Estereoisômeros do complexo [CoCl2(NH3)4]+, onde (a) cis e (b) trans.

9.2 OBJETIVOS

Ilustrar a preparação de compostos de coordenação e aspectos importantes como nomenclatura e isomeria.

9.3 PRÉ-LABORATÓRIO

a) O que isomeria? Quais os tipos encontrados em compostos de coordenação? Cite exemplos em cada caso.

b) Aponte os tipos de isomerismo que podem estar presentes nos seguintes complexos e desenhe todas as estruturas dos

mesmos.

a) [Co(en)2(ox)]+

b) [Cr(ox)2(OH2)2]-

c) [PtCl2(PPh3)2]

d) [Co(en)(NH3)2Cl2]

c) Como são dados os nomes para isômeros de compostos de coordenação? Exemplifique os casos mais relevantes.

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9.4 MATERIAIS E MÉTODOS

Materiais e Reagentes

Capsula da Porcelana Cloreto de Cobalto Hexahidratado

Etilenodiamina Pipetas

Peróxido de Hidrogênio

30%

Bastão de Vidro

Banho-Maria HCl concentrado

Kit para Filtração a Vácuo Banho de gelo

Etanol

Procedimento

A) Isômero trans

Em uma cápsula de porcelana, misture 2,0 g cloreto de cobalto hexaidratado com 10 mL de água destilada. Na

capela, adicione 1 mL de etilenodiamina. Agite até dissolver todo o sólido e, em seguida, adicione 2,5 mL de água

oxigenada 30% em 4 porções durante um intervalo de 10 minutos. (Cuidado com a solução de H2O2, pois é corrosiva).

Agite suavemente após cada adição. Uma a agitação muito forte poderá facilitar a decomposição da água oxigenada

antes que seja consumida na reação.

Após adicionar todo o peróxido, deixe em repouso por 10 min e depois aqueça em banho-maria até a

efervescência cessar. Adicione 5 mL de ácido clorídrico concentrado – (Cuidado: o ácido 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 gelo. Separe o sólido verde formado por filtração em funil de placa porosa. Lave com pequenas

porções de HCl concentrado e depois com várias porções de etanol. Seque ao ar e guarde em dessecador.

B) Isômero cis

Em uma cápsula de porcelana, dissolva um pouco da forma trans numa quantidade mínima de água destilada e

evapore em banho-maria até quase a 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 gelo. Filtre a mistura pastosa utilizando um

funil de placa porosa, lave o sólido com um pequeno volume de água destilada gelada e depois com álcool etílico.

Seque ao ar o produto de cor violeta obtido.

9.5 RESULTADOS E QUESTIONÁRIO

Com base nas observações feitas responda as seguintes questões:

a) Mostre as equações químicas das reações realizadas neste experimento.

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b) Desenhe as estruturas dos isômeros sintetizados e dê o nome de cada uma delas.