Isomeria de Ligação em Compostos de Coordenação- Relatório Experimental

ISOMERIA DE LIGAÇÃO EM COMPOSTOS DE COORDENAÇÃO 9 de maio de 2022 1 01 Introdução Os compostos de coordenação apresentam muitas possibilidades de isomeria conforme mos trado na tabela 1 Elas podem ser classicadas em dois grupos isomeria constitucional e estereoisomeria Tabela 1 Algumas possibilidades de isomeria em compostos de coordenação A reação de cloreto de pentaaminoclorocobaltoIII com nitrito de sódio é um exemplo de reação de substituição em complexos Neste caso dependendo das condições de reação dois produtos de substituição podem ser obtidos CoONONH35Cl2 e CoNO2NH35Cl2 Essas duas substâncias ilustram a ocorrência de isomeria em compostos de coordenação Observe que nas duas fórmulas além das cinco moléculas de amônia coordenadas dois grupos de mesma composição química completam o número de coordenação seis do íon cobaltoIII No primeiro caso a coordenação ocorre via um dos átomos de oxigênio e o ânion ONO é chamado de nitrito No segundo o átomo de nitrogênio é a base de Lewis e o ânion NO 2 é denominado nitro Esse tipo de isomeria em que em dois ou mais compostos de mesma composição química um ligante interage com um metal através de átomos diferentes recebe o nome de isomeria de ligação Grupos de átomos que apresentem essa possibilidade são chamados de ligantes ambidentados Os dois complexos mencionados anteriormente possuem propriedades físicas e químicas distintas Por exemplo a cor do complexo com o ligante nitrito é laranja e com o ligante nitro amarela Além disso o composto CoNO2NH35Cl2 é mais estável 02 Parte Experimental Reagentes e Materiais Por Grupo Materiais Barra magnética Bastão de vidro Béquer de 100 mL Chapa de aquecimento com agitação Contagotas ou pipeta de Pasteur 2 Espátula Erlenmeyerer de 125 mL 2 Funil de Büchner de 50 mL para ltração a pressão reduzida 2 Kitasato de 125 mL e conecções adequadas para ltração a pressão reduzida Proveta de 10 mL Proveta de 50 mL Termômetro ReagentesSubstâncias Por Turma ReagentesSubstâncias Bacia plástica ou béquer grande para banho de gelo Balança semianalítica Béquer de 50 mL 3 Bomba de vácuo ou trompa de vácuo Frasco para guardar os produtos de síntese 2 Ácido clorídrico concentrado Amônia concentrada Cloreto de pentaaminoclorocobaltoIII obs Preparado pela própria turma na última aula Nitrito de sódio Papel indicador universal Água destilada Etanol absoluto Éter etílico 3 Parte Experimental Parte 1 Síntese do cloreto de pentaminonitritocobalto III 1 Prepare 60 mL de uma solução de HCl 2 0 mol L1 2 Prepare 15 mL de uma solução de HCl 11 vv 3 Deixe 100 mL de água destilada em banho de gelo 4 Dissolva 1 25 g de CoClNH35Cl2 em uma mistura de 2 5 mL de solução concentrada de NH3 e 20 mL de água contida em erlenmeyer de 125 mL com agitação e aquecimento este procedimento deve ser feito na capela 5 Se nem todo o sólido dissolver depois de iniciada a ebulição ltre a mistura a quente sob pressão reduzida e utilize o ltrado no próximo item 6 Resfrie a solução em banho de gelo até a temperatura de 10 oC e adicione 4 mL de uma solução de HCl 2 mol L1 7 Verique o pH da solução com papel indicador universal Ajuste o pH para uma faixa de 6 a 7 goteje a solução de HCl 2 mol L1 ou a de NH3 concentrada conforme o caso 8 Adicione 1 25 g de NaNO2 e agite 9 Adicione 2 mL de HCl 11 vv Agite e deixe o erlenmeyer em banho de gelo por cerca de 10 minutos 10 Filtre o sólido obtido sob pressão reduzida e lave com 10 mL de água destilada gelada em porções de 5 mL e em seguida com 15 mL de etanol absoluto e 5 mL de éter etílico 11 Seque o produto obtido ao ar e a temperatura ambiente 12 Observe a cor do complexo recémpreparado Verique no início da próxima aula se ocorreu alguma mudança na cor Parte 2 Síntese do cloreto de pentaminonitrocobalto III 1 Adicione 1 g de CoONONH35Cl2 a uma mistura contendo 1 5 mL de solução concentrada de NH3 em 10 mL de água contida em um béquer de 100 mL 2 Aqueça até a ebulição 3 Esfrie a mistura em água corrente e adicione lentamente na capela 10 mL de HCl concentrado 4 Transra o béquer para um banho de gelo Deixe a mistura em repouso por 15 minutos Observe a cor do material precipitado no béquer 5 Filtre o sólido obtido sob pressão reduzida e lave com 15 mL de etanol em porções de 5 mL de éter etílico Deixe secar ao ar 4 Questionário 1 Desenhe as estruturas de Lewis e de outros três exemplos de ligantes ambidentados 2 Desenhe as estruturas dos dois complexos sintetizados nesta prática 3 Qual dos dois compostos se forma mais rapidamente em uma dada temperatura Justi que utilizando as estruturas dos complexos em sua argumentação Resolução do Questionário referente à Prática 4 1 Além do íon nitrito NO2 podese citar outros ligantes cambidentados como o íon tiocianato SCN o íon cianeto CN e o DMSO CH32SO cujas estruturas de Lewis estão apresentadas a seguir NO2 5 6 x 2 1 18e SCN 6 4 5 1 16e CN 4 5 1 10e DMSOCH32SO 2x 4 6 x 1 6 6 26e Átomos doadores Na ou O Átomos doadores S ou N Átomos doadores C ou N Átomos doadores S ou O 2 Cloreto de pentaaminonitritocobalto III CoONONH35Cl2 2Cl 6 Cloreto de pentaaminonitrocobalto III CoNO2NH35Cl2 2Cl 3 O cloreto de pentaaminonitritocobalto III se forma mais rapidamente visto que o oxigênio que se liga ao metal dispõe de 3 pares de elétrons livres enquanto o nitrogênio possui somente um par de elétrons Ainda assim é importante salientar que o complexo cloreto de pentaaminonitrocobalto III é o mais estável neste caso o nitrogênio é o átomo doador que por ser menos eletronegativo que o oxigênio dispõe de uma maior facilidade para compartilhar o seu par de elétrons com o íon metálico