PREPARAÇÃO DE CLORETO DE HEXAAMINOCOBALTO (III) E PENTAAMINOCLOROCOBALTO (III)

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Neste experimento, trabalharemos com compostos octaédricos, cloreto de cobalto hexa-hidratado, para síntese de cloreto de hexaaminocobalto (III) e pentaaminoclorocobalto (III).

- Objetivos

Sintetizar e caracterizar por medidas de condutividade molar os compostos [Co(NH3)6]Cl3 e [Co(NH3)5Cl]Cl2.

- Parte experimental

- Preparação do cloreto de hexaaminocobalto (III)

Um béquer com 50mL de água destilada foi deixado no freezer do laboratório, para ser usado em várias etapas do procedimento. Em outro béquer, adicione 50 mL de água destilada e deixe na chapa aquecedora, será usado para a filtração do precipitado.

Foram pesadas 2g de NH4Cl que foi dissolvida em 10 mL de água destilada, em um Erlenmeyer de 125ml. Aquecida lentamente a solução até a ebulição, adicionou –se 3 g de CoCl2.6H2O. Adicionou-se aproximadamente 0,2 gramas de carvão ativo no erlenmeyer que ainda estava quente. Após resfria-lo com água corrente para obter a temperatura ambiente, na capela adicionou-se 8mL de NH4OH concentrada, e logo m seguida a mistura foi esfriada em banho de gelo para obter uma temperatura de 10°.

Acrescentou –se 6mL de H2O2 a 30% m/m, muito lentamente em frações de 1 mL, pois este procedimento é muito perigoso e o peroxido de hidrogênio deve ser adicionado com extremo cuidado. A mistura foi aquecida e mantida em ebulição por 5 minutos. Logo em seguida, agitou-se o erlenmeyer periodicamente com bastão de vidro, para que a mistura não superaquecesse.

Esfriado o erlenmeyer com agua corrente, foi transferido para um banho de gelo, e observa-se até a temperatura aproximadamente de 0°. Observa-se a formação de um sólido alaranjado misturado ao carvão.

Filtrou-se o precitado em funil de Büchner sob pressão reduzida. Lava-se com 5 mL de água destilada gelada. Após este procedimento, substituiu-se o kitasato por outro, e adicionou-se lentamente no próprio funil, 50mL de água destilada quente, próxima aos 100°C. Filtrou-se a mistura quente sob pressão reduzida.

Recolheu-se o filtrado para um erlenmeyer e adicionou-se 2mL de HCl concentrado. Resfriada a solução, em banho maria com agitação continua, houve mais uma filtração do precipitado em um funil de vidro com placa sinterizada.

Lavou –se o sólido obtido da filtração com álcool etílico e com éter. Logo após deixou que o solico secasse ao ar e pesou-o e armazenou-o em frasco apropriado.

- Preparação de cloreto de pentaaminoclorocobalto (III)

Como no procedimento anterior, um béquer com 50mL de água destilada foi deixado no freezer do laboratório, para ser usado em várias etapas do procedimento. Em outro béquer, adicione 50 mL de água destilada e deixe na chapa aquecedora, será usado para a filtração do precipitado.

Foram pesadas 2,5g de NH4Cl, que foi dissolvida em 15 mL de NH3 concentrado em um Erlenmeyer de 125ml. Sob constante agitação e em pequenas porções, adicionou –se 5 g de CoCl2.6H2O.

Acrescentou –se 8mL de H2O2 a 30% m/m, muito lentamente em frações de 1 mL, pois este procedimento é muito perigoso e o peroxido de hidrogênio deve ser adicionado com extremo cuidado. A mistura foi aquecida e mantida em ebulição por 5 minutos. Logo em seguida, agitou-se o erlenmeyer periodicamente com bastão de vidro, para que a mistura não superaquecesse. Após toda efervescência cessada, cuidadosamente, foram adicionados 15 mL de HCl concentrado. Logo em seguida, foi deixado em agitação e durante 20min deixou se que a mistura aquecesse, mantendo a temperatura entre 80 - 90ºC

A mistura foi deixada em banho de gelo, para que pudesse obter uma temperatura aproximada de 0°C. Logo em seguida, fez -se a filtração a vácuo. Depois, lavou o sólido com pequenas porções de álcool etílico e éter etílico. Armazenada a substancia em frasco apropriado, foi pesada a sua massa.

Preparou-se em um balão volumétrico, 50 mL de solução de [CoCl(NH3)5]Cl2 de concentração igual a 2,50 g L-1 e armazenou-a exposta à á luz até a próxima aula.

III. Determinação da condutividade molar

Preparou-se 50mL de solução aquosa de cada um dos compostos obtidos (concentração 0,01mol/L) e mediu-se a condutividade molar utilizando o condutivimetro disponível no laboratório.

- Resultados e Discussões

I - Preparação do cloreto de hexaaminocobalto (III)

O complexo cloreto de hexaaminocobalto (III) é feita por uma reação de oxirredução, onde é muito lenta por causa da barreira de energia elevada. Os complexos metálicos sempre partem de algum sal. Como estaremos trabalhando com cobalto, os complexos de cobalto são originados de sais de cobalto (II).

Quando adicionado 2,076 g de NH4Cl em 10 mL de água destilada e após aquecida adicionou 3,0808 g de cloreto cobaltoso hexa-hidratado, ocorre as seguintes reações:

[pic 1]

O aumento do calor desprendido da reação (valor de ΔH) e o aumento da possibilidade de configuração do sistema (a entropia), são dois fatores que estabilizam complexos, e indicam que a reação foi favorável, pela formação do gás amônia. Como mostra as equações e estruturas a seguir:

6 NH4+ + Co2+ [pic 2] [Co(NH3)5(OH2)]2+ + 6H+

[Co(NH3)6]2+ + H2O [pic 3] [Co(NH3)5(OH2)]2+ + NH3(g)[pic 4]

[pic 5]

[pic 6][pic 7][pic 8]

Hexaaminocobalto II Hexaaquacobalto II

Os complexos de cobalto II reagem de forma favorável, pois ocorrem como reações de substituição com grande rapidez, enquanto as reações com cobalto III são mais lentas. O carvão ativado foi adicionado para eliminar a amônia da solução, porque o carvão ativado possui uma estrutura porosa que tem como função adsorver na sua superfície gases, filtrando assim o gás amônia da solução.

Adicionando o NH4OH, formou a seguinte reação:

NH4OH-(s) [pic 9] NH3(g) + H2O(l)

[Co(NH3)5(OH2)]2+ + NH4+ [pic 10] [Co(NH3)6]2+ + H2O + H+

A reação entre o cobalto II e o grupo ligante ocorre de maneira muito rápida e forma o complexo [Co(NH3)6]2+.