Trabalhos práticos 07/08 - Universidade da Madeira

UNIVERSIDADE DA MADEIRA
Departamento de Química
QUÍMICA EXPERIMENTAL II/BIOINORGÂNICA
2007/2008
1º TRABALHO
PREPARAÇÃO DO IODETO ESTÂNICO (SnI4) E DO SEU COMPLEXO COM A
TRIFENILFOSFINA, O TETRAIODOBIS(TRIFENILFOSFINO)ESTANHO (IV),
SnI4(PPh3)2
Apesar da água ser, normalmente, o solvente de eleição em Química Inorgânica, existem
outros solventes que frequentemente também são utilizados. Este trabalho é um exemplo de
síntese de compostos inorgânicos realizada em solventes não aquosos.
1ª parte – Preparação do iodeto estânico, SnI4
O iodeto estânico, comparativamente ao cloreto estânico, é um exemplo do efeito da
transferência de carga. A sua intensa tonalidade laranja, em oposição à cor branca do cloreto
estânico, pode ser justificada com base na transferência de carga, como se descreve a seguir.
Considere uma molécula MA. A cor desta molécula deve-se à transição:
hν
M+A− ⎯⎯→ M•A•
A transferência de um electrão de A− para M+ corresponde a uma reacção de oxidação-redução interna. Geralmente, o electrão regressa à sua posição original e, por isso, não ocorre
uma reacção química em rede. Nalguns casos, porém, podem ser detectados radicais livres:
hν
Fe3+Cl− ⎯⎯→ Fe2+Cl•
Baseado num modelo simples, a energia de transição ∆E irá depender do potencial de
ionização (Ip) de A−, da afinidade electrónica (EA) de M+ e de um terceiro parâmetro, δ (que
depende da variação da energia electrostática devida à transferência de carga). Assim, pode-se
escrever:
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Campus Universitário da Penteada • 9000-390 FUNCHAL •Tel.: 351-291705100 • Fax: 351-291705149
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E = hν = Ip – EA + δ
Para um dado ião metálico, a afinidade electrónica mantém-se constante, mas o potencial
de ionização do ião haleto decresce na ordem Cl− → I−, i.e., o anião oxida-se com progressiva
facilidade. A frequência à qual ocorre absorção diminui e passa da região UV para a região do
visível. O facto da absorção ocorrer na região do visível significa que a energia necessária para
transferir um electrão do anião para o ião metálico é pequena. Se um dado anião é substituído por
um anião mais oxidável, então pode ocorrer uma reacção irreversível.
Procedimento experimental:
Nota: Todo o trabalho é realizado na hotte.
Introduza ácido acético glacial (25 cm3) e anidrido acético (25 cm3) num balão de fundo
redondo seco de 100 ml de capacidade. Adicione estanho em folha (0,5 g), cortado em pedaços
pequenos, e iodo (2,5 g). Adapte ao balão um condensador de refluxo e um tubo de CaCl2 (Qual é
a função deste tubo?) e aqueça suavemente o conteúdo até que se inicie uma reacção violenta.
Mantenha o refluxo até já não serem observáveis vapores violetas de iodo no balão. Desligue o
aquecimento, remova o condensador e decante cuidadosamente o líquido sobrenadante para um
erlenmeyer aquecido (CUIDADO – altamente corrosivo). Permita que a mistura arrefeça e
recolha os cristais laranja por filtração em vácuo. Recristalize o produto, redissolvendo-o na
quantidade mínima de clorofórmio e arrefeça a mistura em gelo. Volte a filtrar a mistura e
coloque os cristais num excicador.
Trabalho complementar
-
Calcule o rendimento de síntese.
-
Determine o ponto de fusão do produto obtido.
-
Trace o espectro UV-vis do produto obtido em CHCl3.
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2ª parte – Preparação do complexo tetraiodobis(trifenilfosfina)estanho (IV), SnI4(PPh3)2
Muitos dos elementos representativos mais pesados do bloco p apresentam a capacidade
de expandirem o seu número de coordenação para além da sua covalência normal ao formarem
complexos com ligandos neutros. As triorganofosfinas (PR3) são uma classe importante de
ligandos de coordenação, especialmente no que se refere à química dos metais moles (ricos em
electrões). Verifica-se frequentemente que a complexação com uma fosfina irá fazer com que a
reactividade da espécie metálica perante, por exemplo, a decomposição hidrolítica diminua.
Procedimento experimental:
Nota: Todo o trabalho é realizado na hotte.
Dissolva, em gobelés separados, iodeto estânico (1,0 g) e trifenilfosfina (0,9 g) com
clorofórmio (10 cm3). Misture as duas soluções e deixe-as em contacto durante 25 minutos num
erlenmeyer rolhado. Filtre o produto laranja e coloque-o a secar num excicador.
Trabalho complementar
- Calcule o rendimento da síntese.
-
Determine o ponto de fusão do produto obtido.
-
Trace o espectro UV-vis do produto obtido em CHCl3
-
Trace o espectro IV do SnI4(PPh3)2 e compare-o com o da trifenilfosfina.
Responda às questões colocadas ao longo do texto e ainda às seguintes
perguntas:
-
Justifique o facto dos haletos estânicos serem mais inertes após a complexação.
-
Desenhe as estruturas isoméricas do SnI4(PPh3)2.
Bibliografia
J. Derek Woolins (Ed.), “Inorganic Experiments”, VCH, Weinheim, Germany, 1994.
G. Pass, H. Sutcliffe, “Practical Inorganic Chemistry”, Chapman and Hall, London, 1969.
R. B. King (Ed.), “Encyclopedia of Inorganic Chemistry”, John Wiley & Sons Ltd., West Sussex, England, 1994.
W. W. Portesfield, “Inorganic Chemistry, a Unified Approach” 2nd ed, Academic Press, London, 1993
N. N. Greenwood e A. Earnshaw, “Chemistry of the Elements”, Butterworth -Heinemann Ltd, 1995.
Z. Szafran, R. M. Pike e M. M. Singh, “Microscale Inorganic Chemistry”, John Wiley & Sons, Nova Iorque, 1991.
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QUÍMICA INORGÂNICA II/ BIOINORGÂNICA
2007/2008
2º TRABALHO
PREPARAÇÃO DE COMPLEXOS DE SACARINA COM METAIS
A-Preparação do tetraaquo-bis(o-sulfobenzoimido)cobre(II)
Procedimento experimental:
Num gobelet de 250ml contendo uma barra de agitação magnética, colocar 0,52g (2mmol)
de sulfato de cobre pentahidratado, 1g (4,9mmol) de sacarinato de sódio hidratado e 60ml de
água. Deixar agitar até dissolução completa. Um ligeiro aquecimento acelera esta operação.
Colocar a solução azul clara em banho de óleo (aproximadamente 140ºC) e, com agitação,
concentrar a solução até aproximadamente 25-30ml. Uma corrente lenta de azoto à superfície
acelera este processo (NÃO DEIXAR SECAR).
Isolamento do produto:
Retirar o gobelet do banho de óleo e deixá-lo arrefecer lentamente à temperatura
ambiente. Formam-se cristais azuis claros. Colocar então em banho de gelo durante 30 minutos e
recolher os cristais resultantes por filtração a vácuo usando um funil de Hirsch. Lavar os cristais
com duas porções de 1ml de água gelada e secá-los em papel de filtro ou em vácuo.
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B-Preparação do tetraaquo-bis(o-sulfobenzoimido)cobalto(II)
Este complexo é preparado usando o mesmo procedimento do complexo de cobre. Usar
0,48g (2mmol) de cloreto de cobalto(II) hexahidratado, 1g (49mmol) de sacarinato de sódio
hidratado dissolvido em 60ml de água. Caracterize o produto como anteriormente.
Caracterização:
Caracterização espectroscópica: Obter o espectro de IV do complexo como pastilha de
KBr. O espectro de visível dos complexos pode ser medido usando DMF como solvente.
Bibliografia:
a) S. Z. Haider, K. M. A. Malik, K. J. Ahmed, H. Hess. H. Riffel e M. B. Hursthouse, Inorg.
Chim. Acta, 1983, 72, 21-27.
b) S. Z. Haider, K. M. A. Malik, e K. J. Ahmed, Inorg. Syn. 1985, 23, 47.
c) Kirk-Othmer, “Encyclopedia of Chemical Technology”, 3 Ed., Wiley, New York, 1979.
d) G. Wilkinson, “Comprehensive Coordination Chemistry”, Pergamon, Oxford, 1987.
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