Em tubos de ensaio diferentes encontram-se os complexos [Cr(NH3)6]^3+,[Cr(H2 O)6]^3+ e [Cr(H2 O)4 Cl2]^+. Sabendose que:
no tubo de ensaio (a) o complexo é violeta e absorve luz amarela-verde (lambda=570 nm)
no tubo de ensaio (b) o complexo é amarelo e absorve luz azul ( lambda=450 nm )
no tubo de ensaio © o complexo é verde e absorve luz vermelha ( lambda=650 nm )
Identifique que complexo está em cada tubo de ensaio.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado nos dá três diferentes complexos de cromo na forma de íons, cada um com uma cor específica e absorvendo luz de um determinado comprimento de onda. Nosso objetivo é identificar qual complexo está em cada tubo de ensaio. Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre a teoria dos complexos de coordenação, especialmente como os ligantes afetam a cor que vemos.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que a cor que vemos em um complexo de metal de transição vem da luz que ele absorve. A cor observada é basicamente a luz que não foi absorvida. Então, se um complexo absorve luz amarela-verde, por exemplo, ele vai parecer violeta porque violeta é a cor complementar.
Agora, vamos falar sobre os ligantes. Ligantes como a amônia (NH₃) e a água (H₂O) conseguem causar diferentes separações de energia nos orbitais d do cromo. Essa separação é chamada de Campo de Ligação (Δ). Ligantes mais fortes causam uma maior separação de energia (Δ maior), o que significa que eles absorvem luz de comprimento de onda menor (como azul ou verde). Já ligantes mais fracos causam uma menor separação de energia (Δ menor), absorvendo luz de comprimento de onda maior (como amarelo ou vermelho).

Passo 3

Vamos analisar os complexos que temos:
  1. [Cr(NH₃)₆]³⁺: A amônia é um ligante relativamente forte.
  2. [Cr(H₂O)₆]³⁺: A água é um ligante intermediário em força.
  3. [Cr(H₂O)₄Cl₂]⁺: Aqui temos água e cloretos (Cl⁻), sendo o cloreto um ligante mais fraco.
Com base nisso, esperamos que [Cr(NH₃)₆]³⁺ tenha o maior Δ, seguido por [Cr(H₂O)₆]³⁺, e [Cr(H₂O)₄Cl₂]⁺ tenha o menor Δ.

Passo 4

Agora, vamos relacionar os comprimentos de onda absorvidos com a força do ligante:
  • Tubo (a): Absorve 570 nm (amarelo-verde) → Δ menor → Ligante mais fraco → [Cr(H₂O)₄Cl₂]⁺
  • Tubo (b): Absorve 450 nm (azul) → Δ intermediário → Ligante intermediário → [Cr(H₂O)₆]³⁺
  • Tubo ©: Absorve 650 nm (vermelha) → Δ maior → Ligante mais forte → [Cr(NH₃)₆]³⁺

Passo 5

Outra forma de ver isso é através da relação entre Δ e λ. Quanto menor o Δ, maior o λ da luz absorvida. E quanto maior o Δ, menor o λ da luz absorvida. Isso confirma nossa identificação anterior.

Resposta

No tubo de ensaio (a) está o complexo [Cr(H2 O)4 Cl2]^+, no tubo de ensaio (b) está [Cr(H2 O)6]^3+ e no tubo de ensaio © está [Cr(NH3)6]^3+.

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