SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DO COMPOSTO

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SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DO COMPOSTO HEXACIANOFERRATO
(III) DE POTÁSSIO PENTAHIDRATADO
Aline Araújo Alves (IC-UFRN), Aline Felipe (IC-UFRN), Ademir Oliveira da Silva (PQ-UFRN),
Severino Alves Junior (PQ-UFPE).
Introdução
Um estudo experimental acerca dos compostos de coordenação tem-se mostrado
essencial, juntamente com um estudo teórico, ao melhor entendimento desses
compostos pelos alunos de graduação. A química dos compostos complexos é um
campo do ensino que se mostra viável ao conjunto “teoria e prática”, dando margem ao
estudante verificar, experimentalmente, o que aprendeu em sala de aula.
Um composto de coordenação se forma através de uma reação do tipo ácidobase, em que a espécie central pode ser um íon (um cátion metálico normalmente) ou
um átomo, geralmente de um metal e vários ligantes intimamente acoplados a ele. Os
ligantes podem ser íons ou moléculas neutras. Em particular os íons dos metais de
transição formam muitos complexos estáveis. A facilidade para formar complexos é
favorecida pela carga elevada, dimensão pequena e disponibilidade de orbitais d não
totalmente preenchidos, que podem acomodar esses pares de elétrons.
As quantidades desses componentes num complexo estável parecem seguir uma
estequiometria bem definida, embora isso não possa ser interpretado dentro do conceito
clássico de valência. Normalmente o átomo central é caracterizado pelo número de
coordenação, um numeral inteiro, que indica o número de ligantes que podem formar
um complexo estável com um átomo central. O número de coordenação mais comum
em complexos de metais de transição é seis, e a forma geralmente é octaédrica. O
número de coordenação quatro também é bastante comum, dando origem a complexos
tetraédricos ou quadrados planares.
Esse trabalho tem como objetivo preparar e caracterizar, em aulas experimentais,
um composto de coordenação usando técnicas instrumentais.
Procedimento Experimental
1. Síntese do composto
O composto foi preparado usando 1,8 mmol de FeCl3.6H2O o qual foi dissolvido
em 4,0 mL álcool etílico e mediante a reação com KCN, o qual foi adicionado até
formar um precipitado, obtendo-se um composto de coloração marrom alaranjado. O
hexacianoferrato (III) de potássio pentahidratado K3[Fe(CN)6].5H2O.
2. Caracterização do composto
O estudo de caracterização do complexo foi baseado nos métodos de
solubilidade, espectroscopia de absorção na região do infravermelho e do UV-Visível,
difração de raios X, análise termogravimétrica e CHN.
Resultados e discussões
O primeiro teste realizado foi o de solubilidade, em que se obteve os seguintes
resultados:
Solvente
Água destilada
Álcool etílico
Éter dietílico
Complexo
Solúvel
Insolúvel
Insolúvel
Acetona
Insolúvel
A análise de solubilidade mostrou que mesmo mediante aquecimento dos tubos
de ensaio contendo a amostra e os demais solventes, o composto se solubilizou apenas
em água. Assim, a análise de UV-Visível foram realizadas em meio aquoso.
O espectro de absorção na região do infravermelho mostrou que a banda
correspondente ao cianeto puro aparece em 2.239 cm -1 e no composto formado está
deslocada para 2.040 cm -1, indicando que o metal se coordenou a esta espécie fazendo
ligações do tipo σ e π. Conforme figura 1 abaixo:
Figura 1: Espectro de absorção na região do infravermelho.
A análise do espectro de absorção de UV-Visível demonstrou uma absorção
máxima em λmáx = 475 nm.
O difratograma de raios X do composto obteve boa cristalinidade, porém possui
misturas, ou seja, outras fases. A metodologia usada influenciou na estrutura da amostra
e certamente deve-se ao fato da síntese do composto não ter sido estequiométrica, isto é,
os cálculos estequiométricos e o balanceamento da reação não foram realizados
propositalmente.
Os picos identificados no difratograma mostrados na figura 2, estão baseados
nas cartas cristalográficas de Nº 33, cartão 52-0513, a qual corresponde ao ferro puro e,
de Nº 34, cartão 36-0786, a qual corresponde a um composto que contém potássio, ferro
e cianeto, sinalizando que o composto foi formado ( K3[Fe(CN)6] ). Essas cartas estudas
correspondem respectivamente aos picos 1, 2 e 3 e aos picos 4 e 5.
1600
4
1400
Intensidade
1200
1000
5
800
600
400
1
200
2
3
0
0
5
10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85
2θ
Figura 2: Difratograma o complexo K3[Fe(CN)6].
A curva termogravimétrica realizada pelo equipamento Shimadzu DTG 60, com
temperatura entre 0 e 1000 ºC à 10 ºC/min em uma panelinha de platina, com
aproximadamente 3 mg de cada amostra em atmosfera de ar, numa vazão de 50 mL/min
mostrou que o composto K3[Fe(CN)6].5H2O apresentou uma etapa de desidratação,
numa faixa de temperatura de 23,25 °C a 142,28 °C e, a decomposição do complexo
anidro ocorreu numa de temperatura de 647,99°C. A seguir, a aproximadamente
998,48°C, após a saída das moléculas do ligante, restou ao final da análise óxidos de
ferro e potássio.
Conclusões
O estudo prático, juntamente com o embasamento teórico acerca dos compostos
de coordenação são de extrema relevância, uma vez que através do uso de diferentes
técnicas experimentais o aluno é orientado a fazer bom uso dos procedimentos
instrumentais e a entendê-los melhor, afim de um manuseio mais adequado das técnicas
de caracterização disponíveis.
Referências
1. Gomes, C.B. (coordenação); Técnicas Analíticas Instrumentais Aplicadas à
Geologia; Ed.Edgard Blücher-Prominério; São Paulo-1984, pág. 1-44.
2. Nascimento, A. B. e Brito W.; Elementos da Teoria do Grupo; UFPB-Paraíba:
Publicações Internas, 1981.
3. Cotton A. F.; Chemical Applications of Group Theory; Interscience Publishers;
London-1967.
4. Farias, R.F.(organizador); Química de Coordenação-fundamentos e atualidades;
Editora Átomo; São Paulo-2005.
5. Huheey, J.E.; Química Inorgânica; Ed. Harla-México-1981; pág 451.