Síntese do Acetato de Cromo (II)

Discentes: Alex Cassimiro Silva (080362)

Ana Carolina Boacina de Freitas (091032)

Ariadne Canedo Eduardo (091033)

Catalão, 19 de Abril de 2011.

Universidade Federal de Goiás /Campus Catalão

Curso de Química

Laboratório de Química Inorgânica III

Experimento 1 “Síntese do Acetato de Cromo (II)”

Docente: Alberthmeiry Teixeira de Figueiredo

1. Introdução

Os metais de bloco d apresentam uma grande variedade de estados de

oxidação, levando a uma química fascinante com diversos compostos de

coordenação e organometálicos.

O cromo encontra em estados de oxidação de (+I)a (+VI), podendo se

encontrado nesses estados de oxidação, além de formar compostos nos quais

o metal se encontra em alguns estados de oxidação inferiores, como no caso

de complexos de bipiridina e carbonila [1]. Os estados de oxidação (+II),(+III) e

(+VI) são os mais importantes, sendo que no estado (+II) é redutor.

Compostos de Cr (+II) são bem conhecidos e contém íons Cr2+.

Soluções contendo o íon [Cr(H2O)6]2+, de coloração azul celeste são obtidas

reduzindo-se eletroliticamente soluções contento Cr3+ ou então reduzindo-se as

mesmas com amálgama de zinco, tendo como outra opção partindo do Cr

metálico e ácidos. É um dos agentes redutores mais conhecidos em solução

aquosa.

Cr3+ + e- → Cr2+ E○= -0,41V Reação 1

Haletos de Cr (+II) anidros podem ser obtidos reduzindo-se os tri-haletos

reagindo o metal com HCl, sendo facilmente oxidados ao estado de oxidação

(+III), pelo ar, a não ser que sejam protegidos por uma camada inerte [1]. O

mais importante desse haletos é o CrCl2 que se dissolve em água e forma o

[Cr(H2O)6]2+.

O cromo forma muitos complexos com ligante N doadores e com grupos

quelatos, são facilmente oxidados e assumem geometria octaédrica sendo

conhecidos complexos de spin alto e baixo.

O acetato de cromo (II) diidratado, Cr2(CH3COO).2H2O é um dos

compostos mais estáveis de Cr(II) pode ser preparado adicionando acetato de

sódio a uma solução de Cr2+, o acetato de cromo (II) hidratado precipita na

forma de um sólido vermelho, sendo um bom reagente de partida pra síntese

de outros sais de Cr (+II).

Na forma de um dímero pouco usual, com os grupo acetato em ponte,

os íons acetato encontram em um ambiente octaédrico distorcido formado por

quatro átomos de oxigênio de quatro grupos acetato em ponte, como mostra

figura 1.

A pequena distância de 2,36 A entre os dois átomos de Cr é um

evidência da existência de uma ligação forte metal-metal [1]. O complexo é

diamagnético, onde se conclui que todos os quatro elétrons desemparelhados

participam da ligação M-M. [1]

Figura 1 – Estrutura acetato de cromo (II) [1]

2. Objetivos

Síntese do Acetato de Cromo (II) a partir de reações com cromo (III).

3. Parte Experimental3.1 Materiais e Reagentes

Reagentes: Dicromato de Potássio - K2Cr2O7;

Zinco em pó ;

HCl;

Acetato de sódio – CH3COONa;

Etanol;

Solução de iodo;

Tetracloreto de carbono - CCl4;

Materiais: Béquer;

Tubo de ensaio de braço lateral;

Tubo Tygon (improvisado com rolha e canudos de plástico)

Água Destilada;

Chapa Aquecedora;

Capela;

Cilindro de Nitrogênio;

3.2 Procedimento

Pesou-se 1,0 g de dicromato de potássio e 5,0 g de zinco, onde transferiu

ambos para o tubo de ensaio braço lateral. Em seguida acrescentou-se gota a

gota, 10 mL de ácido cloridrico concentrado.

Em um béquer de 30 mL dissolveu-se 4,5 g de acetato de sódio tri-

hidratado em 4 mL de água. Esta solução foi levemente aquecida em uma

placa quente para que se obtesse a completa dissolução do sal. A solução foi

resfriada a temperatura ambiente antes de prosseguir.

Em seguida adicionou-se 10 mL de água a um béquer, onde este passou

por um processo de remoção de O2, através do fluxo de Nitrogênio para ser

usada como lavagem do precipitado ao final do experimento.

Finalmente quando a solução preparada inicialmente, se tornou azul,

adicionou-se rapidamente 15 gotas de ácido cloridrico concentrado e

imediatamente tampou-se o tubo e vedou o braço do lado do tubo de ensaio.

Posicionou-se o fluxo do nitrogenio pelo braço esquerdo do tubo, onde a

pressão obtida pelo fluxo fez com que tranportasse a solução de Cr (II) pelo

braço direito do tubo até que esta fosse gotejada para dentro do béquer

contendo a solução de acetato de sódio.

Em seguida obteve-se o acetato de cromo vermelho na forma de

precipitado, onde este foi filtrado a vácuo. O precipitado foi lavado com água

deaerada, e etanol.

A amostra obtida foi secada a temperatura ambiente, e em seguida foi

pesada a fim de calcular o rendimento obtido.

Reação de Acetato de Cromo (II)

Em um tubo de ensaio adicionou-se 10 gotas de solução diluída de iodo em

CCl4. Acescentou-se uma quantidade igual de água para o tubo de ensaio. Em

seguida tranferiu para o tubo a ponta de uma espátula cheia de cromo (II) e

agitou-se vigorosamente. Observou e anotou-se as alterações de cor. [2] [3] [4]

4. Resultados e Discussões

A adição do zinco no dicromato de potássio serviu como catalisador na

reação do dicromato de potássio com o ácido clorídrico. A solução apresentou

coloração esverdeada, característica de Cr (II), a reação está apresentada na

Reação 2.

2 Cr (III)(s) + Zn(s) + 2 HCl(aq) 2 Cr(II)(aq) + ZnCl2(s) + H2( g) Reação 2

A reação foi realizada em um tubo de ensaio de braço lateral para garantir o

aprisionamento do gás Hidrogênio, uma vez que este é necessário para o

transporte da solução de Cr(II), recém – formada, à solução de acetato de

sódio. O transporte foi feito por uma espécie de tubo Tygon (que foi

improvisado com rolha e canudos de plástico), como descrito na Figura 2.

Figura 2. Tubo Tygon (semelhante ao utilizado no Laboratório, que foi

improvisado com rolha e canudos de plástico).

A solução de Cr (II) é bastante sensível e pode ser facilmente oxidada pelo

ar para Cr (III), por isso foi necessário precauções para que tal fato não

ocorresse. A solução de Cr (II) com o acetato de sódio, descrito na Reação 3,

foi rapidamente colocada em banho de gelo para a formação do precipitado

vermelho, e logo em seguida filtrada a vácuo.

Cr(II)(aq) + 4 CH3COO- Cr2(CH3CO2)4(H2O)2 Reação 3

Os cristais foram lavados com água, logo após esta ter passado por

borbulhamento de gás Nitrogênio para a eliminação do gás Oxigênio, isso

garantiu que a água não oxidasse o cromo. Os cristais foram lavados com

etanol para secagem dos mesmos.

Os cristais formados apresentaram coloração avermelhada, é um pó

diamagnético, insolúvel em água e em metanol.

O acetato de cromo (II) formado foi foram colocado em tubo de ensaio

contendo solução de iodo e tetracloreto de carbono (CCl4) e água e agitado

para visualização das fases.

Antes da adição do acetato de cromo (II) duas fases se formaram, a fase

superior laranja (fase orgânica, proveniente do tetracloreto de carbono com o

iodo) e a fase inferior incolor (fase aquosa).

Após a adição do acetato a solução apresentou fase verde oleosa, como

fase superior, e fase rosa claro, fase inferior. O acetato de cromo (II)

permaneceu na fase aquosa, uma vez que este não é solúvel em água. Os

resultados obtidos estão na Tabela 1.

Tabela 1. Resultados obtidos com o acetato de cromo (II) em solução de iodo,

tetracloreto de carbono e água.

FasesSolução de iodo +

tetracloreto de carbono + água

Solução de iodo + tetracloreto de carbono + água + acetato

de cromo (II)

Fase Superior (Orgânica)

Coloração laranja Coloração verde, aspecto oleoso

Fase Inferior (Aquosa)

Incolor Coloração rosa claro

5. Conclusão

Após realizado o experimento foi possível verificar que houve a redução do

Cr(III) para o Cr(II), tal fato foi evidenciado pela solução de coloração

esverdeada. A solução de Cr(II) não foi oxidada para Cr(III), porque além dos

cuidados tomados, como a remoção do oxigênio da água de lavagem, os

cristais formados apresentaram coloração avermelhada, a coloração esperada.

A formação de acetato de cromo (II) foi verificada com um simples teste de

solubilidade, onde o acetato permaneceu dissociado na fase orgânica, uma vez

que este não é solúvel em água, assim como o apresentado na Literatura.

6. Referências Bibliográficas

[1] LEE,J.D ., Química inorgânica não tão concisa. Tradução da 5 edição inglesa: Henrique E. Toma, Koiti Araki, Reginaldo C. Rocha, São Paulo: Edgard Blucher, 1999.

[2] Greenwood, N. N. and Earnshaw, A., “Chemistry of the Elements,” Pergamon Press, Oxford,1984.

[3] Housecroft, C. and Sharpe, A. G., “Inorganic Chemistry,” Prentice Hall, Harlow, England, 2001.

[4] Cotton, F. A. and Wilkinson, G., “Advanced Inorganic Chemistry, 5th Ed.” John Wiley, New York, 1988. Other editions of this classic reference work including the 6th Ed. present good overview of the chemistry of Cr(II).