relatorio prática 10

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DEPARTAMENTO DE QUÍMICA ORGÂNICA E INORGÂNICA 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO DE QUIMICA INORGÂNICA EXPERIMENTAL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PRÁTICA No 10 
PREPARAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DOS COMPLEXOS DE NÍQUEL (II) 
 
 
 
 
Aluna: Carmen Giulia Esposito Turma: 1B Professor(a): Izaura Diógenes 
 Matrícula: 520141 
 
 
 
 
 
 
 
INTRODUÇÃO 
O elemento de transição Níquel (Ni), foi isolado pela primeira vez em 1751, por Axel Frederic 
Cronstedt, na Suécia. Alguns anos depois, em 1775, Torbem Olaf Bergman escreveu experiências 
sobre o níquel. Ele mencionou alguns problemas na retirada do arsênio do metal bruto e obteve sais 
puro de níquel, demonstrando, assim, que o níquel era um metal distinto. O Níquel é duas vezes mais 
abundante que o cobre na crosta terrestre, apresenta cor branca prateada com tons amarelos e possui 
como característica marcante a capacidade de se transformar em um imã quando em contato com 
campos magnéticos. Possui relativa resistência à oxidação e à corrosão, e é mais duro que o ferro, 
formando ligas de diversas utilizações na indústria. 
É utilizado para a preparação de várias ligas, tanto ferrosas como não-ferrosas. Nos compostos 
simples é predominantemente iônico e divalente. Também é encontrado na forma de Ni(+2) na 
maioria de seus complexos, que geralmente são quadrados planares ou octaédricos. (LEE, J.D, 1999) 
 
É um metal 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: CI, OH; 
 
Existem complexos que são reativos e trocam ligantes rapidamente, já outros fazem 
isto lentamente, sendo conhecidos como inertes. Com isso, houve muitos estudos sobre os complexos 
inertes e informações sobre mecanismos de reação, isomeria, etc., uma vez que estes compostos 
podem ser facilmente isolados. A labilidade que é a capacidade do complexo de quebrar as suas 
ligações e formar outras ligações com compostos mais estáveis, são resultados dos efeitos cinéticos, 
mas outro efeito importante é o efeito termodinâmico, chamado efeito quelato, o qual diz respeito à 
maior estabilidade de complexos formados com ligantes que possuam dois ou mais sítios de 
coordenação disponíveis, quando comparada a dos formados com ligantes monodentados. 
 
A etileno diamina (en = H2NCH2CH2NH) é um ligante bidentado e forma com o 
ion Ni(II) o complexo [Ni(en)3 que é mais estável que o complexo [Ni(NH3)6]2+ apesar da basicidade 
dos átomos de nitrogênio do etileno diamina e da amônia serem semelhantes. Assim a etileno diamina 
desloca a amônia: 
 
 
 
 
 [Ni(NH3)6]2+ + 3 en → [Ni(en)3] 2+ + 6 NH3 
Este fenômeno acontece pelo fato de que a entropia do sistema aumente mais no 
caso da etilenodiamina coordenada, do que no da amônia. A obtenção de [Ni(en)3]Cl2.2H2O 
pode ser feita pela reação entre a etilenodiamina concentrada e a solução de cloreto de 
hexaaminoniquel(II). A equação da reação de obtenção pode ser descrita como: 
 
 [Ni(NH3)6]Cl2 + 3 en + 2H2O → [Ni(en)3]Cl2.2H2O + 6 NH3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
OBJETIVOS 
• Preparar e caracterizar os complexos [Ni(en)3]Cl2 e Ca[Ni(edta)].4H2O por espectroscopias 
na região do infravermelho e no visível. 
• Calcular o desdobramento do campo ligante (Δo) para os complexos [Ni(H2O)6]Cl2 , e 
[Ni(en)3]Cl2 e Ca[Ni(edta)] .4H2O 
• Calcular o rendimento percentual dos complexos [Ni(en)3]Cl2 e Ca[Ni(edta)].4H2O 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL: 
Preparação do [Ni(en)3]Cl2 
Pesou-se 1,02g de NiCl2.6H2O em um béquer de 50mL. Em seguida, foi adicionado 2,5mL de água 
destilada e com o auxílio de um bastão de vidro procedeu-se a dissolução do sal. À essa solução foi 
adicionado por gotejamento, 5,0mL de etilenodiamina, (25%), e então a solução foi agitada com um 
bastão de vidro. Em seguida, foi adicionado à mistura 13mL de acetona, mantendo-se a agitação 
para a facilitação da ocorrência de precipitação. Feito isso, a solução foi levada ao banho de gelo, 
mantida resfriada por 20 minutos até a precipitação. Em seguida, o sólido foi filtrado e lavado com 
5mL de acetona gelada e colocado em um dessecador por 2 dias. O peso obtido do sólido foi 0,75g. 
O composto foi guardado em um recipiente com tampa e rótulo. 
 
Preparação do hidróxido de níquel, Ni(OH)2 
Foi pesado em um béquer de 100mL, 2,00g de NiSO4.6H2O e adicionado 50mL de água destilada 
fervida para dissolver a solução. Em seguida, foi mergulhado um eletrodo de medidor de pH na 
solução, e adicionado gota a gota uma solução de NaOH 2mol/L à mistura sob agitação até chegar 
em um pH de 12,45. 
Posteriormente, foi filtrado a mistura em um funil de vidro com papel de filtro, e lavado o 
precipitado 5 vezes com 20mL de água destilada fervida. Recolhido o filtrado em um béquer limpo, 
foi tirado uma alíquota dele diretamente em um tubo de ensaio, e nele, adicionado 2 gotas de 
solução de BaCl2 para garantir que não tivesse mais precipitado. Após o teste negativo para sulfato, 
foi adicionado duas gotas de fenolftaleína a uma alíquota do filtrado e continuou-se a lavagem até 
que a solução do teste ficasse incolor. Feito isso, lavou-se o filtrado uma vez com 20mL de etanol e 
transferido o sólido para um béquer de 100mL, colocado em estufa a 80ºC durante uma noite e 
depois a 120ºC durante 1h. 
Após resfriagem no dessecador, foi determinada a massa do produto: 1,21g. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Preparação do Ca[Ni(edta)].4H2O 
Em um béquer de 50mL, pesou-se 1,43g de H4edta e, à parte, em outro béquer de 50mL, pesou-se 
0,47g de Ni(OH)2. Misturado os dois sólidos em um só béquer, foi rotulado e adicionado 40mL de 
água destilada, agitado com um bastão para dissolução e aquecido a 80ºC em um banho de areia 
durante 10 min. Em seguida, foi adicionado 0,51g de CaCO3. Foi aquecido durante 1 hora em uma 
chapa aquecedora, transferido o filtrado para um béquer de 50mL e deixado no banho de areia por 2 
dias para evaporar o filtrado. 
 
Após isso, foi adicionado 15mL de etanol e aquecido a mistura em um banho de água. 
Filtrado sob vácuo em funil de vidro sinterizado, foi lavado o sólido com 2 porções de 3ml de 
etanol. Finalizando, foi pesado um béquer vazio de 50mL, anotado a massa dele, transferido o 
sólido e colocado no dessecador por uma semana. Foi pesado o béquer novamente com o composto 
e obtido a massa do complexo: 1,86g 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RESULTADOS E DISCUSSÕES 
A reação envolvida na síntese do [Ni(en)3]Cl2 é considerada a seguir: 
 [Ni(NH3)6]Cl2(s) + 3en + 2H2O(l) → [Ni(en)3]Cl2.2H2O(s) + 6NH3(g) 
A massa pesada do dado complexo foi de 1,02g, que possui a seguinte massa molar: 
309,79 g.mol-1, e o volume de 5ml de etilenodiamino. Tendo acesso a estes dados, podemos então 
calcular o rendimento da reação: 
 
 Nº mols NiCl2.6H2O = 
1,02𝑔
237,59𝑔 𝑚𝑜𝑙 
  = 0,0042𝑚𝑜𝑙 
 
Densidade do etileno:0,899g mol-1 
Solução de etileno (25%) em água 
Massa (en) = 5mL x 0,899g mL-1 = 0,899g 
0,899g x 0,25 = 1,12g 
 Nº mols (en) = 
1,12𝑔
60,1𝑔 𝑚𝑜𝑙
  =  0,018𝑚𝑜𝑙 
Onde temos: 
Reagente limitante: cloreto de hexaaquaníquel (II) 
Reagente em excesso: etilenodiamino 
M[Ni(en)3]Cl2 = 0,0042 x 309,79 = 1,30g (massa teórica) 
A massa experimental obtida do complexo foi de 0,75g. Logo, o rendimento pode ser calculado 
assim: 
R = 
0,75
1,30 
.  100  = 57,69% 
Por ter ocorrido perda de amostra durante a filtração e recristalização, o rendimento é aceitável para 
a reação do complexo. 
A reação utilizada para a formação do Ca[Ni(edta)].4H2O é: 
Ni(OH)2(aq) +H4edta(aq)+CaCO3(aq) +4H2O(l)→Ca[Ni(edta)]⋅4H2O(s)+CO2(g)+2H2O(l) 
 
Cálculo do rendimento: 
nNi(OH)2 = 
0,47
92,7
=  0,0050mol 
n(H4EDTA) = 
1,43
292,24
=  0,0048mol 
 
 
 
 
n(CaCO3) = 
0,51
100
=  0,0051mol 
 
Em seguida, é obtida a massa teórica: 
 
nNi(OH)2 = Ca[Ni(edta)].4H2O = 0,0050mol 
m(Ca[Ni(edta)].4H2O) = 0,0050 x 459,09 = 2,2954g 
A massa obtida no experimento foi de 1,86g, então calcula-se o rendimento: 
Rendimento: 
1,86
2,295
.  100 =   81,04% 
 
Caracterização dos complexos 
Os espectros obtidos através das técnicas de ultravioleta e infravermelho auxiliaram na identificação 
do complexo formado, comprimento máximo e na energia de desdobramento do campo cristalino 
(EDCC). 
Foi atribuída as bandas dos espectros vibracionais na região do infravermelho obtidos para os 
compostos [Ni(en)3]Cl2 e Ca[Ni(edta)].4H2O no estado sólido (em KBr). 
Espectro infravermelho do complexo [Ni(en)3]Cl2: 
. 
 
 
 
 
 
 
Tabela de correlação das bandas observadas do [Ni(en)3]Cl2 de acordo com a literatura: 
 
 
 
 
 
Espectro do infravermelho do Ca[Ni(edta)].4H2O 
 
 
 
 
 
 
Tabela de correlação das bandas observadas do Ca[Ni(edta)].4H2O de acordo com a literatura: 
 
 
 
 
Foram realizados, pelo aluno Alexandre Lima, os espectros de absorção na região de 300-1300nm, 
de cada um dos complexos em solução aquosa 0,05mol L-1. 
Espectro de absorção eletrônica nas regiões do UV-Vis do íon complexo [Ni(OH2)6] 2+ em água 
(solução verde). Concentração: 0,05 mol L−1 . NiCl2 . O λ max é de 400nm. 
 
 
 
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Espectro de absorção eletrônica nas regiões do UV-Vis do íon complexo [Ni(en)3] 2+ em água 
(solução roxa). Concentração: 0,05 mol L−1 O λmáx é de 345nm. 
 
Espectro de absorção eletrônica nas regiões do UV-Vis do íon complexo [Ni(edta)]2− em água 
(solução azul). Concentração: 0,05 mol L−1 . O λmáx é de 993nm. 
 
 
Determinação da absorção molar (ε): A= ε lc, logo, tem-se que: 
 
 
 
 
 
ε máx [Ni(OH2)6] 2+ = 
0,66
1𝑐𝑚.0,05𝑚𝑜𝑙 𝐿
  = 13,2cm-1mol-1 L 
 
ε máx [Ni(en)3]Cl2 = 
0,29
1𝑐𝑚.0,05𝑚𝑜𝑙 𝐿
  =  5,8cm-1mol-1 L 
 
ε máx (Ca[Ni(edta)].4 H2O) = 
1,29
1𝑐𝑚.0,05𝑚𝑜𝑙 𝐿
  =  25,8cm-1mol-1 L 
 
Agora, calculando o valor de ∆o para cada um dos complexos [Ni(H2O)6]Cl2 , Ca[Ni(edta)].4H2O 
e [Ni(en)3]Cl2, tem-se: 
 
∆o [Ni(H2O)6]Cl2 = 6,626.10
−34 𝐽.𝑠 𝑥 2,998.108𝑚 𝑠
400.10−9𝑚
= 4,966x10-19J 
 
∆o Ca[Ni(edta)].4H2O 
6,626.10−34 𝐽.𝑠 𝑥 2,998.108𝑚 𝑠
993.10−9𝑚
= 1,999x10-19J 
 
∆o [Ni(en)3]Cl2 = 
6,626.10−34 𝐽.𝑠 𝑥 2,998.108𝑚 𝑠
345.10−9𝑚
 = 5,757x10-19J 
 
A diferença nos valores de Δ0 entre os complexos é devida à natureza dos ligantes. Ligantes como a 
etilenodiamina (en) tendem a criar campos ligantes mais fortes devido à sua capacidade de doação 
de elétrons e à sua geometria de coordenação. Em contraste, ligantes como o EDTA, apesar de 
serem multidentados, podem não criar um campo tão forte devido à sua estrutura e à maneira como 
interagem com o íon central. A água, sendo um ligante monodentado, cria um campo intermediário 
entre esses dois extremos. 
Comparando o valor de Δ0 para [Ni(H2O)6]Cl2 é significativamente maior do que para 
Ca[Ni(edta)]⋅4H2O . Isso indica que o campo ligante criado pelas moléculas de água é mais forte do 
que o criado pelo ligante EDTA no complexo  
Já o valor de Δ0 para [Ni(en)3 ]Cl2 é o maior entre os três complexos. Isso sugere que o ligante 
etilenodiamina (en) cria um campo ligante mais forte do que a água. O ligante en é um ligante 
bidentado, o que pode proporcionar uma interação mais forte com o íon central de níquel. 
 
 
 
 
E por fim, o valor de Δ0 para [Ni(en)3 ]Cl2 é muito maior do que para Ca[Ni(edta)]⋅4H2O. Isso 
reforça a ideia de que o ligante en é mais eficaz em aumentar o deslocamento do campo ligante em 
comparação com o EDTA. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONCLUSÃO 
Nessa prática de Química Inorgânica Experimental, foi determinado o rendimento percentual do 
composto [Ni(H2O)6 ]Cl2 , que foi de 57,69%. Esse rendimento é considerado aceitável, levando 
em conta possíveis perdas de amostra durante processos como filtração e recristalização. Para o 
composto Ca[Ni(edta)]⋅4H2O, o rendimento percentual obtido foi de 81,04%. 
Durante o experimento, também foi determinado o parâmetro de desdobramento do campo ligante 
(Δ0 ). Para o Ca[Ni(edta)]⋅4H2O, o valor encontrado foi de 1,999x10-19J enquanto para o 
[Ni(H2O)6 ]Cl2 foi de 4,966x10-19J e para o [Ni(en)3 ]Cl2, 5,757x10-19J. 
 
Foi necessário consultar a literatura para realizar atribuições dos grupos presentes nos espectros de 
infravermelho e para verificar se as transições observadas estavam de acordo com o esperado, 
principalmente em relação à absorção na região do visível. 
Além disso, foram obtidos os valores do desdobramento do campo cristalino para cada um dos 
complexos. Com base nessas informações, foi possível determinar qual dos complexos possuía o 
ligante de campo mais forte, contribuindo para uma melhor compreensão das propriedades dos 
compostos estudados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ. Quimica Inorgânica Experimental - Manual 
de Laboratório. Fortaleza,2016. 
LEE, J.D. Química Inorgânica não tão concisa. Tradução da 5a ed. inglesa. São Paulo: 
Editora Edgard Blucher LTDA, 1999. 
SHRIVER, D.F. e ATKINS, P.W. Quimica Inorgânica. 4aed. Porto Alegre: Editora 
Bookman, 2008.