A REATIVIDADE DE SAIS DE COBRE E COBALTO FRENTE À AMÔNIA E SÍNTESE DE [Cu(NH3)4]SO4.H2O

Instituto Federal Farroupilha – Campus Alegrete

Licenciatura em Química

Disciplina: Química Inorgânica Experimental

Acadêmico (a): Clara dos Santos Jaques

PRÁTICA 8: REATIVIDADE DE SAIS DE COBRE E COBALTO FRENTE À AMÔNIA E SÍNTESE DE [Cu(NH3)4]SO4.H2O

Objetivo:

Obtenção de um sal complexo (sulfato de cobre (II) monohidratado).

Introdução:

 O cobre (Cu) faz parte dos metais de transição, elementos que possuem subnível d incompleto no átomo neutro ou em seus íons. Temos como exemplo: Cu2+ [Ar] 3d9 Assim, o cobre pertence ao grupo 11 da tabela periódica. É suavemente abundante, sendo o 25° (vigésimo quinto) elemento mais abundante na crosta terrestre. Possui coloração avermelhada, e é bom condutor de eletricidade. Utilizado para a produção de materiais condutores de eletricidade (fios e cabos).

A partir dos seus minérios, o cobre já era obtido, nas temperaturas produzidas pelos fornos primitivos disponíveis, quando o processo de redução térmico no qual os minérios são esquentados com um agente redutor como o carbono. Ainda a redução térmica é usada, mas como muito minério de metais formidáveis, fáceis de serem reduzidos, são sulfetos, ela é volta e meio precedida pela conversão de parte do sulfeto em óxido por uma “ustulação” ao ar, como na reação seguinte:

2 Cu2S(s) + 3º2(g) ͢   2Cu2O(s) + 2SO2(g)

Adotada de redução térmica:

Cu2O(s) + C(s) ͢  2 Cu(s) + CO(g)

O cobalto (Co) também faz parte dos metais de transição, situado no grupo 9 da tabela periódica. Possuem número atômico ímpar e são poucos abundantes na crosta terrestre. O NOX é baixo, devido ao aumento da energia de ionização. Isso também confere caráter nobre aos metais destes grupos, especialmente dos metais 4 d e 5 d nestes grupos. Existem muitos minérios contendo cobalto. O cobalto metálico é ferromagnético como o Ferro (Fe), mas aquecido a 1000 °C converte-se em uma forma não magnético, possuindo um aspecto azulado brilhante. Um terço do cobalto obtido é empregado na fabricação de pigmentos para as indústrias de cerâmica, vidro e tintas. Um quinto da produção se destina à produção de ligas magnéticas. O cobalto é constituinte fundamental do solo fértil e está presente em algumas enzimas. Apresenta estado de oxidação baixo. Os compostos nos quais o cobalto possui estado de oxidação de +4 são poucos comuns. O estado de oxidação +2 é muito frequente, assim como o +3.

A amônia (NH3) é um gás incolor, que pode ser tóxico em níveis elevados de exposição. Ela é fabricada em maiores quantidades em todo o mundo para o uso como fertilizante e como fonte primária de nitrogênio na produção de diversos produtos químicos.

A amônia possui ponto de ebulição -33°C, maior do que os dos hidretos dos outros elementos do grupo. A amônia líquida é um solvente não aquoso muito útil para solutos como alcoóis, aminas, sais de amônio. As reações em amônia líquida se assemelham à soluções aquosas, como autopotólise e neutralização ácido-base. A cor das soluções de metal em amônia ocasiona-se da cauda de uma forte banda de absorção cujo máximo situa-se no infravermelho próximo. A dissolução do sódio em amônia líquida, formando uma solução bastante diluída, é representada pela seguinte equação abaixo:

Na(s) ͢  Na+(am) + e-(am)

Entretanto, estas reações são apenas metaestáveis, sua degeneração é catalisada por alguns compostos do bloco d.

Um complexo se constitui por um átomo metálico ou íon central rodeado por um conjunto de ligantes. Um ligante é uma moleca que pode existir independentemente. Exemplo de um complexo é o [Co (NH3)6]+3, no qual o íon CO+3 está rodeado por seis ligante NH3.

A fundamental reação que pode acontecer em um complexo é a de substituição do ligante, que é uma reação onde uma base de Lewis desloca outra de um ácido de Lewis.

A + B – C ͢  B – A + C

Esta classe de reações contém as reações de formação de complexos, nas quais o grupo de saída, a base C, é uma molécula de solvente e o grupo de entrada, a base A, é outro ligante. Como exemplo, temos a substituição de um ligante água pelo Cl-.

[Co (OH2)6] 2+(aq) + Cl-(aq) ͢    [CoCl (OH2)5]+(aq) + H2O (l)

Desenvolvimento:

Foram pesadas duas porções de 0,1g de sulfato de cobre (II) como resultado obteve-se 0,100[5]g, após transferimos para dois tubos de ensaios. Então dissolvemos os sólidos em 5 mL de água destilada. Em outro papel, pesamos duas porções de 0,1 g de cloreto de cobalto (II) como resultado obteve-se 0,111[7]g, transferimos para outros dois tubos de ensaios e dissolvemos os sólidos em 5 mL de água destilada.

Designamos uma das soluções de cobre e uma das soluções de cobalto para comparação. Na capela, no segundo tubo adicionamos para cada, solução de amônia aquosa concentrada. Abaixo um quadro comparativo, antes de colocarmos a amônia concentrada e após:

Num primeiro momento, antes de adicionarmos e agitarmos os tubos contendo solução aquosa de amônia concentrada observou-se a separação de três cores no tubo que continha cloreto de cobalto (II). As cores apresentadas eram rosa, verde e um tom amarelado. No tubo que continha sulfato de cobre houve a separação de duas cores, azul claro e azul escuro.

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