Síntese e utilização do hexanitrocobaltato (iii) de sódio

Síntese e utilização do hexanitrocobaltato (iii) de sódio

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  CENTRO DE CIÊNCIASEXATAS CURSO DE QUÍMICA DISCIPLINA DE QUÍMICA INORGÂNICA II A Síntese e utilização do hexanitrocobaltato (III) de sódio Discentes: Luciana Natália Cividatti Renato Cesar de Souza Docente: Prof. Dr. Bernard J L Gardes Londrina 2006
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  INTRODUÇÃO O cobaltoé um metal brilhante, assemelhado ao ferro, tenaz e duro. O cobalto em forma compacta não é atacado por ar ou água a temperatura ambiente. A maior parte dos compostos simples de cobalto são compostos de cobalto dispositivo. Os compostos simples incluem os haletos, o óxido, o hidróxido e numerosos sais como oxoácidos. Os sais de cobalto (II) são perfeitamente estáveis. O cobalto (II) exibe relativamente fraca capacidade para a formação de complexos. Os compostos simples de cobalto (III) envolvem uma forma hidratada do óxido Co2O3 e uns poucos sais (p.ex., fluoretos, sulfatos e acetato). Os sais simples de cobalto (III) são obtidos a partir de sais de cobalto (II) pela ação de fortes agentes oxidantes. Os complexos de cobalto (III) são estáveis e extraordinariamente numerosos. O cobalto (III) se acha de tal modo estabilizado em seus complexos que estes se formam a partir de cobalto (II) por oxidação pelo ar ou mesmo pela água. O cobalto (III) manifesta uma grande capacidade de formação de complexos, capacidade não menor do que a da platina e do cromo. Em seus complexos, o cobalto (III) aparece como átomo central de cátions, moléculas neutras ou ânions. O número de coordenação é invariavelmente seis. Os principais doadores capazes de se ligar ao cobalto (III) são, em ordem crescente da força de ligação, os halogênios, o enxofre, o oxigênio, o carbono e o nitrogênio. O íon [Co(H2O)6]2+ é estável em solução, mas a adição de outros ligantes facilita a oxidação a Co3+. Por outro lado, o íon [Co(H2O)6]3+ é um agente oxidante forte oxidando H2O a oxigênio e sendo reduzido a Co2+. Contudo, ligantes contendo átomos de nitrogênio (como NH3 e etilenodiamina = NH2CH2CH2NH2) estabilizam o estado de oxidação +3 em solução aquosa. As reações de formação de complexos ocorrem pela substituição de moléculas de água por outros ligantes (moléculas neutras: NH3, etilenodiamina, etc. ou ânions: Cl-, OH-, etc.) presentes na solução, seguida geralmente pela oxidação do íon Co2+. Há uma reação inicial de substituição das moléculas de água e a seguir, o complexo formado é oxidado pelo oxigênio do ar ou então pela ação da água oxigenada. Os complexos de cobalto (III) incluem hexacianocobaltatos (III), hexanitrocobaltatos (III), tricarbonatocobaltatos (III) e, principalmente, muitas cobaltaminas.
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  O hexanitrocobaltato (III)de sódio possui cor amarelo pardo, estrutura octaédrica e é solúvel em água, sendo que a solução aquosa deste complexo se decompõe gradualmente. Este complexo é muito utilizado na química analítica na detecção de íons potássio, formando compostos dificilmente solúveis. QUESTÕES - Quais são os elementos oxidados e reduzidos na preparação deste complexo? Na preparação deste complexo temos o cobalto como elemento oxidado e o nitrogênio como elemento reduzido, como segue: Semi-reação de oxidação: Co2+ Co3+ Semi-reação de redução: NO3 - NO + NO2 - Escrever as equações químicas das reações ocorridas na preparação deste complexo: Co(NO3)2 · 6 H2O + NaNO2  Co(NO2)2 + 2 NaNO3 2 NaNO2 + 2 CH3COOH  2 HNO2 + 2 CH3COONa Co (NO2)2 + 2 HNO2  Co(NO2)3 + NO + H2O Co(NO2)3 + 3 NaNO2  Na3 [Co(NO2)6] RENDIMENTO Inicialmente foram utilizados 14,98 g (0,2171 mols) de nitrito de sódio para reagir com 5,0023 g (0,0172 mols) de nitrato de cobalto (II), o que indica o nitrato de cobalto (II) como reagente limitante da reação. Sabendo-se que os pesos moleculares do nitrato de cobalto hexahidratado (Co(NO3)2·6 H2O) e do hexanitrocobaltato (III) de sódio (Na3[Co(NO2)6]) são
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  respectivamente 291,03 g.mol-1e 403,94 g.mol-1 e que para cada mol de Co(NO3)2·6H2O consumido há a formação de um mol de Na3 [Co(NO2)6], temos que: Massa inicial de Co(NO3)2·6 H2O: 5,0023 g 1 mol de Co(NO3)2·6 H2O = 291,03 g de Co(NO3)2·6 H2O 5,0023 g x (1 mol / 291,03 g) = 0,0172 mols de Co(NO3)2·6 H2O 0,0172 mols de Co(NO3)2·6 H2O  0,0172 mols de Na3 [Co(NO2)6] Rendimento esperado: 1 mol de Na3 [Co(NO2)6] = 403,94 g de Na3 [Co(NO2)6] 0,0172 mols x (403,94 g / 1 mol) = 6,9478 g de Na3 [Co(NO2)6] Rendimento obtido: Massa obtida pelo experimento de Na3 [Co(NO2)6] = 5,7660 g 5,7660 g x (100% / 6,9478 g) = 83% REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BASOLO, F.; JOHNSON, R. Coordenation chemistry, the chemistry of metal complexs. Califórnia: W. A. Benjamim, 1964. 127p. OHLWEILWER, O. A. Química inorgânica. São Paulo: Editora Edgard Blucher Ltda, 1971. 639-646p. SEMICHIN, V. Práticas de química geral inorgânica. São Paulo: Editora Mir Moscovo, 1979. 205-207 e 332-334p.