Baixe QUI 0321 - Compostos de Coordenação na Quimica Analitica e outras Trabalhos em PDF para Engenharia Química, somente na Docsity! UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE CIENCIAS EXATAS E DA TERRA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA QUIMICA INORGANICA Edilberto Geraldo de Medeiros Aplicação dos Compostos de Coordenação na Química Analítica Quantitativa e Qualitativa Natal/RN Maio - 2010 UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE CIENCIAS EXATAS E DA TERRA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA QUIMICA INORGANICA Aplicação dos Compostos de Coordenação na Química Analítica Quantitativa e Qualitativa Edilberto Geraldo de Medeiros Orientador(a): Dr. Robson Fernandes Natal/RN Maio – 2010 2 – DESENVOLVIMENTO 2.1 – Aplicação dos Compostos de Coordenação na Química Analítica Qualitativa: 2.1.1 – Formação e Estabilidade de Complexos na Analise Química Qualitativa: Em analise qualitativa inorgânica, utilizam-se amplamente as reações que levam a formação de complexos: Um íon complexo (ou molécula) consta de um átomo central (íon) e vários ligantes intimamente acoplados a ele. As quantidades relativas desses componentes num complexo estável parecem seguir uma estequiometria bem definida, embora isso não possa ser interpretado dentro do conceito clássico de valência. O átomo central pode ser caracterizado pelo numero de coordenação, um numero inteiro, que indica o numero de ligantes monodentados, que podem formar um complexo estável com um átomo central. Na maioria dos casos o numero de coordenação é 6, podendo ainda ocorrer os números 2 e 8. O numero do coordenação representa o numero de espaços disponíveis em torno do átomo ou íon central na denominada esfera de coordenação, cada um dos quais pode ser ocupado por um ligante (monodentado). A disposição dos ligantes em torno do átomo central é simétrica. Assim, um complexo, cujo átomo central tenha um numero de coordenação igual a 6, compreende um íon central no centro de um octaedro, enquanto os seis ligantes ocupam os espaços determinados pelos vértices do octaedro. Ao numero de coordenação 4, normalmente, corresponde uma simetria tetraédrica, se bem que uma disposição plana (ou quase plana), onde o átomo central ocupe o centro de um quadrado e os quatro íons situem-se nos cantos, também seja comum. Os íons inorgânicos simples e as moléculas formam ligantes monodentados, isto é, um íon ou molécula ocupa um dos espaços disponíveis m torno do íon central na esfera de coordenação, mas também são conhecidos ligantes bidentados (como o íon dipiridlila), tridentados e até tetradentados. Os complexos formados por ligantes dentados são, muitas vezes, denominados quelatos, nome originário do grego que significa a pinça do caranguejo que morde um objeto como o ligante polidentado agarra o íon central. A formação de complexos quelatos é extensamente utilizada em analise química quantitativa (titulações complexométricas). A formação de complexos na analise qualitativa inorgânica ocorre constantemente e é utilizada na separação ou identificação. Um dos mais freqüentes fenômenos que ocorre na formação de um íons complexo é uma mudança de cor na solução. Exemplo: Cu2+ + 4NH3 (solução azul) F 0 E 0 [Cu(NH3)4]2+ (solução azul-escuro) Um outro fenômeno importante, muitas vezes observado quando da formação de íons complexos, é um aumento de solubilidade. Muitos precipitados podem dissolver-se em decorrência da formação de complexos: AgCl(s) + 2NH3 F 0 E 0 [Ag(NH3)2]+ + Cl- AgI(s) + 2S2O32- F 0 E 0 [Ag(S2O3)2]3+ + I- A formação de complexo é responsável pela dissolução dos precipitados em excesso do reagente: AgCN(s) + CN- F 0 E 0 [Ag(CN)2]- BiI3(s) + I- F 0 E 0 [BiI4]- A estabilidade dos complexos pode ser estudada a partir da aplicação da lei da ação das massas sobre os equilíbrios de dissociação. Principio semelhante aplicado a expressão da força relativa de ácidos e bases. 2.1.2 – Aplicação dos Complexos em Analise Qualitativa Inorgânica: A formação de complexos apresenta dois campos importantes de aplicação em analise qualitativa inorgânica: a) Testes específicos para íons: Algumas reações, conduzindo a formação de complexos, podem ser utilizadas como testes específicos para íons. Temos assim uma reação especifica e muito sensível para identificação do cobre pela amônia, quando se forma tetraminocuprato azul-escuro: Cu2+ + 4NH3 (azul) F 0 E 0 [Cu(NH3)4]2+ (azul-escuro) Somente o níquel apresentaria uma reação semelhante, formando o íon hexaminoniquelato (II), [Ni(NH3)4]2+. No entanto, com alguma pratica, cobre e níquel podem ser diferenciados entre si. Outra aplicação importante é o teste para íons ferro (III) com tiocianato (sulfocianeto). Em meio ligeiramente ácido, forma-se uma coloração de um vermelho intenso, devido a formação gradual dos seguinte complexos: Fe3+ + SCN- F 0E 0 [FeSCN]2+ [FeSCN]2+ + SCN- F 0E 0 [Fe(SCN)2]+ [Fe(SCN)2]+ + SCN- F 0E 0 [Fe(SCN)3] [Fe(SCN)3] + SCN- F 0E 0 [Fe(SCN)4]- [Fe(SCN)4]- + SCN- F 0E 0 [Fe(SCN)5]2- [Fe(SCN)5]2-+ SCN- F 0E 0 [Fe(SCN)6]3- De todos esses, [Fe(SCN)3] é um não eletrólito, e pode ser facilmente extraído por éter ou álcool amílico. Os complexos com cargas positivas são cátions e, numa eletrolise, encaminham-se para o cátodo, enquanto aqueles com cargas negativas são aníons e dirigem-se ao anodo. Esta reação é especifica para íons ferro III; até mesmo os íons ferro II não reagem com o tiocianato. Na realidade, este teste é, muitas vezes, utilizado na identificação de ferro III, mesmo na presença dos íons ferro II. Alguns complexos são precipitados, como o precipitado vermelho brilhante formado pela reação entre os íons níquel II e dimetilglioxima. b) Mascaramento: Ao testarmos um íon especifico com algum reagente, podem ocorrer interferências devido a presença de outros íons na solução, que também reagem com o reagente. Em alguns casos, é possível evitar essa interferência pela adição de reagente denominados agentes de mascaramento, que formam complexos estáveis com os íons interferentes. Não há necessidade de uma separação física dos íons envolvidos e, portanto, o tempo empregado no ensaio pode ser reduzido consideravelmente. O mascaramento pode ser alcançado pela dissolução de precipitados ou pela dissolução seletiva de um precipitado como parte de uma mistura. Assim, ao analisarmos o chumbo na presença de prata, produzimos uma mistura de precipitados de cloreto de chumbo e prata. 3 – CONCLUSÃO Pode-se definir um composto de coordenação ou complexo como sendo um composto formado por um átomo metálico (na quase totalidade dos casos, um metal de transição) envolvido por átomos, moléculas ou grupos de átomos, em número igual ou superior ao estado de oxidação mais alto do metal (os ligantes são aqueles representados dentro dos colchetes, junto com o metal). A química analítica é o ramo da química que trata da identificação ou quantificação de espécies ou elementos químicos. Os compostos de coordenação podem ser aplicados nos métodos clássicos da química analítica: a analise quantitativa e analise qualitativa. A análise qualitativa é empregada quando se pretende determinar ou identificar as espécies ou elementos químicos presentes numa amostra, podendo ser eles atômicos ou moleculares. Que pode ser de origem mineral, animal e vegetal. Na analise qualitativa os compostos de coordenação podem ser utilizados para fazer testes específicos para os íons e para mascaramento. A análise quantitativa é empregada para se determinar a quantidade de uma espécie ou elemento químico numa amostra. Sendo utilizada para a determinação de concentrações, volumes ou massa exata da substância, através de técnicas de: gravimetria, volumetria, instrumentais, entre outras é expressa por resultados numéricos dos componentes da amostra. Muitos íons metálicos formam complexos estáveis, solúveis em água com um grande número de aminas terciárias contendo grupos carboxílicos. A formação destes complexos serve como base para a titulação complexométrica de uma variedade de íons metálicos. Apesar de existir um grande número de compostos usados na complexometria, um dos mais comuns é o ácido etilenodiaminotetracético (EDTA). REFERÊNCIAS [1] MAHAN, Bruce M.; MAYERS, Rollie J. Química um curso universitário. 4.ed. Rio de Janeiro; Tradução de Koiti Araki; Denise de Oliveira Silva; Flavio Massao Matsumoto. São Paulo: Edgard Bluncher, 2003. [2] RUIZ, Andoni Garritz; GUERRERO, Jose Antonio Chamiso. Quimica. Tradução de Giovani S. Crisi. Sao Paulo: Prentice Hall, 2002. [3] COTTON, A. F.; WILKINSON, G. Quimica Inorganica. Rio de Janeiro: Editora Livros Técnicos e Cientificos, 1982. [4] VOGEL, Arthur Israel. Química Analítica Qualitativa. Tradução por Antonio Gilmeno. 5 ed. – São Paulo: Mestre Jou, 1981.