Relatório

Relatório

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALFENAS – UNIFAL-MG

DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS

BACHARELADO EM QUÍMICA

LABORATÓRIO DE QUÍMICA INORGÂNICA I

Professor Dr. Paulo Cesar Mendes Villis

Obtenção de Hidrogênio

Polyana Junqueira de Abreu

Vanessa de Moura Moreira

Luana Apª dos Reis Giusto (3º período de Química Lic.)

Alfenas - 05 / 2009

INTRODUÇÃO

Os carbonatos resultam da combinação do (CO3-) com metais e metalóides, ou da reação do ácido carbônico com esses elementos. Quando o carbono se une com o oxigênio, apresenta forte tendência a ligar-se a dois átomos de O, compartilhando dois de seus quatro elétrons de valência com cada um para formar uma unidade química estável (CO2). Outra maneira do C combinar-se com o O2 resultam no radical CO3-, uma vez que a relação dos raios iônicos conduz à coordenação 3, gerando uma estrutura triangular onde três O envolvem o C coordenador central.

    O radical carbonato em presença do íon H+ torna-se instável e decompõe-se, gerando o CO2, uma vez que esta estrutura é mais estável, produzindo a reação de efervescência quando os carbonatos são atacados por ácidos.

OBJETIVOS

  • Identificação de ácidos e bases;

  • Observação de desprendimento de gás;

  • Equilíbrio de precipitação.

MATERIAIS

Individual

  • 4 tubos de ensaio

  • Bacia

  • Proveta de 100 mL

  • Kitassato de 250 mL

  • Pipeta Pasteur

  • Termômetro

  • Haste metálica

  • Garra

  • Canudo de plástico

  • Mangueira de silicone

  • Papel

Coletivo

  • Amostras 1 e 2 contendo Na2CO3(s)

  • HCL(aq) 1 Molar

  • NaOH(aq) 1 M

  • Na2CO3 (aq) 0,5 M

  • Ba(OH)2(aq) saturada

  • 1 barômetro

 

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Procedimento A: EQUILÌBRIO QUÌMICO CARBONATO/GÁS CARBÔNICO

Foi transferida para um tubo de ensaio uma solução Na2CO3 0,5 M, de forma que o nível do líquido ficasse na altura equivalente a um terço do tubo;

Adicionado 3 gotas de fenolftaleína;

Em seguida, adicionado gotas de HCl 1 M até observar evolução de gás. Após a observação adicionou-se gotas de NaOH 1 M até que a evolução de gás cessasse. Tendo repetido esse processo várias vezes, até que nenhum gás fosse liberado ao adicionar ácido;

Procedimento B: EQUILÍBRIO DE PRECIPITAÇÃO

Transferiu-se para um tubo de ensaio uma solução de Ba(OH)2 saturada na altura equivalente a um terço do tubo e foi adicionado 3 gotas de fenolftaleína;

Borbulhando CO2(g) com auxílio de um canudo, até o aparecimento de um precipitado em suspensão (turvação);

A essa solução, adicionou-se gotas de HCl 1 M até a dissolução do precipitado e tornou-se a borbulhar CO2(g) na solução.

Procedimento C: DETERMINAÇÃO DO TEOR DE CARBONATO DE SÓDIO

Colocou-se água de torneira em uma bacia e encheu-se uma proveta completamente com água. Invertendo-se a proveta, foi introduzida dentro da bacia com água. Deixando-a em repouso, fixa por uma haste metálica e garra;

Introduzindo o termômetro na bacia, de forma a medirmos anterior e posteriormente a temperatura da água.

Conectou-se uma das extremidades da mangueira de silicone no kitassato de 250 mL e a outra extremidade na bureta invertida, de forma que qualquer gás expelido fosse coletado pela proveta.

Pesou-se exatamente 0,74 g da amostra 1. Transferindo-se aproximadamente 10 mL de HCl 1 M para o Kitassato, mediu-se a temperatura experimental da água contida na bacia.

Introduziu-se a amostra 1 no Kitassato e fechou-se rapidamente com a rolha de silicone.

Foi aguardada a completa evolução do gás. Agitando-se o Kitassato por alguns instantes a fim de certificarmos que todo sal reagiu com o ácido.

Foi repetido o mesmo procedimento para a amostra 2 em que a massa pesada foi de 0,85g.

   RESULTADOS E DISCUSSÕES

Ao adicionar-se fenolftaleína à solução de carbonato de cálcio o seguinte acontece:

Ca2CO3(aq)(incolor) + fenolftaleína Ca2CO3(aq)(rosa)

Fenolftaleína

Forma incolor

(aq) + 2 H2O (ℓ) 2 H3O+ (aq) +

fenolftaleína

Forma rósea

A geometria da molécula de fenolftaleína muda dependendo da concentração de íons OH-, quando em pH maior que 8,2 (básico), ela muda a geometria e passa a refletir a luz na coloração rosa-violeta. Por ser um indicador, ela apresenta a coloração violácea (rosa) em meio básico (excesso de íons OH-) e é incolor em meio ácido (excesso de H+)Tendo a ver com as dimensões da molécula (ou melhor complexo molecular) mudando para o tamanhos próximos do comprimento da luz visível equivalente ao rosa no caso de base e incolor no caso do ácido.

Ao adicionar-se HCl ao carbonato de sódio é observado uma efervescência devido a liberação de gás segundo a reação:

Na2CO3(aq) + 2HCl 2NaCl(aq) + H2CO3(aq) 1ª etapa

Na2CO3(aq) + 2HCl 2NaCl(aq) + CO2(g) + H2O(aq) 2ª etapa

Ao adicionar NaOH, na reação anterior, observa-se uma neutralização cessando a liberação de gás, segundo a reação:

NaCl(aq) + H2CO3(aq) + NaOH NaCl(aq) + NaCO3(aq) + H2O(aq)

A solução de carbonato de sódio por apresenta pH básico, com adição de fenolftaleína a solução fica rosa. Ao adicionar mais HCl a solução fica incolor.

Ao adicionar fenolftaleína à solução de hidróxido de bário adquire uma coloração rosa intensa devido ao pH > 9,4. Borbulhando CO2(g) tem-se a formação de um precipitado em suspensão de carbonato de bário.

Ba(OH)2(aq) + CO2(g) BaCO3(s) + H2O(aq)

Adicionando HCl à solução obtida:

BaCO3(s) + 2HCl(aq) Ba(Cl)2(s) + H2CO3 (aq) 1ª ETAPA

BaCO3(s) + 2HCl (aq) Ba(Cl)2(s) + CO2(g) + H2O(aq) 2ª ETAPA

Sendo observado a liberação do gás dióxido de carbono.

Borbulhando novamente CO2(g) observa-se a formação de um precipitado branco de carbonato de bário com liberação de dióxido de carbono.

Ba(Cl)2(s) + H2CO3 (aq) + CO2(g) BaCO3(s)+ HCl(aq) + CO2(g)

Depois de pesar-se em uma balança analítica 0,74g da amostra 1 no caso um comprimido de Sonrisal foi colocado dentro do kitassato já com ácido clorídrico. Há liberção de gás carbônico, pois o sonrisal é composto de carbonato e este ao entrar em contato com o ácido acontece a seguinte reação:

NaHCO3 (s)  + HCl(aq) 2NaCl (aq) + CO2(g) + H2O(aq)

C

RT PV

álculo do número de mols do CO2(g) na amostra 1:

PV = nRT  n =

Dados:

P = 1,016 atm

V(CO2(g)) = 36 mL = 0,036L

n = ?

R= 0,0826 atm.L.mol-1.K-1

T = 26° C = 299,15 K

n = 0,0826 atm.L.mol-1.K-1 x 299,15 K

1,016 atm x 0,036L

n = 0,0826 atm.L.mol-1.K-1 x 299,15 K

1,016 atm x 0,036L

n = 24,70979

0,036576 mol

n = 675,57 mol de CO2 formado pela reação com a 1ª amostra.

Repetindo o mesmo procedimento para a amostra 2, mas agora com um comprimido de Amilanta Plus a reação foi a mesma,

NaHCO3 (s)  + HCl(aq) 2NaCl (aq) + CO2(g) + H2O(aq)

Com liberação de CO2.

C

RT PV

álculo do número de mols do CO2(g) na amostra 2:

PV = nRT  n =

Dados:

P = 1,016 atm

V(CO2(g)) = 65 mL = 0,065L

n = ?

R= 0,0826 atm.L.mol-1.K-1

T = 26° C = 299,15 K

n = 0,0826 atm.L.mol-1.K-1 x 299,15 K

1,016 atm x 0,065L

n = 0,0826 atm.L.mol-1.K-1 x 299,15 K

1,016 atm x 0,065L

n = 24,70979

0,06604 mol

n = 374,16 mol de CO2 formado pela reação com a 2ª amostra.

    CONSIDERAÇÕES GERAIS

Bicarbonato de sódio (NaHCO3)

   ·        O bicarbonato de sódio é o nome comercial do carbonato ácido de sódio ou hidrogeno-carbonato de sódio. Em medicina é utilizado como antiácido estomacal neutralizando o excesso de HCl do suco gástrico.NaHCO3 (s)  + HCl(aq) 2NaCl (aq) + CO2(g) + H2O(aq)

O CO2 liberado é o principal responsável pela eructação ("arroto") .

  ·        Fabricação de digestivo, como Sonrisal, sal de frutas, etc. O sal de frutas contém NaHCO3 (s) e ácidos orgânicos sólidos (tartárico, cítrico e outros). Na presença de água, o NaHCO3 reage com os ácidos liberando CO2 (g), o responsável pela efervescência:

NaHCO3(s) + H+  Na+(aq) + H2O(aq) + CO2(g)

  Efeitos potenciais à saúde:

Inalação: Causa irritação ao trato respiratório. Sintomas incluem tosse e dificuldade respiratória. Inalação excessiva pode causar danos ao septo nasal.

Ingestão: Doses grandes podem ser corrosivas à área gastrintestinal; os sintomas incluem dor abdominal, vômito, diarréia, colapso e morte.

Contato com a pele: Contato excessivo pode causar irritação, vermelhidão ou queimaduras.

Contato com os olhos: Pode ser corrosivo aos olhos, causa edema e destruição córnea.

Exposição crônica: A exposição repetida ou prolongada pode causar sensibilização.

Fenolfaleína

Utilizada frequentemente em titulações, na forma de suas soluções alcoólicas, mantém-se incolor em soluções ácidas e torna-se cor-de-rosa em soluções básicas. A sua cor muda a valores de pH entre pH 8,2 e pH 9,8. Se a concentração do indicador for particularmente forte, pode tomar uma cor carmim.

Por esta propriedade e sua destacada e intensa cor é também um componente em indicador universal, uma solução consistindo de uma mistura de indicadores de pH (normalmente fenolftaleína, vermelho de metila, azul de bromotimol e azul de timol, entre outros em variações.

Esta solução é sensível aos ácidos, portanto, é, também, usada para identificação de CO2. Tendo por fórmula molecular

[C6H4COO.C(C6H4OH)2] ou C20H14O4

Aqui neste espaço é impossível construirmos a fórmula estrutural de uma molécula. No entanto, pode-se dizer que a fenolftaleína é uma molécula onde estão presentes duas hidroxilas de fenóis. O fenol tem caráter ácido, liberando íons H+, e ficando na forma de O-2 em meio aquoso. Quanto mais básico o meio for, tanto mais as hidroxilas estarão desprotonadas (sem cátions).

É nesta forma desprotonada que a fenolftaleína ganha coloração rosada.

CONCLUSÃO

Tanto o bicarbonato como o carbonato liberam CO2 em presença de ácidos, assim, não se pode distingui-los. Sua diferenciação é feita por reações de precipitação, como feita no 2º procedimento, baseadas na maior solubilidade em geral dos bicarbonatos alcalino-terrosos a dos carbonatos. Assim, Ba+2 precipita-se somente CO3-2 , podendo ser separado.

A temperatura de ambos comprimidos permaneceu-se a mesma.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

http://www.rc.unesp.br/museudpm/banco/carbonatos/carbonatos.html

http://www.cpgquimica.iqufu.ufu.br/disciplinas/PQ401-Quimica%20Analitica%20Avancada.pdf

QUIMICA ANALITICA QUALITATIVA - Cursos Técnicos e Profissionalizantes do 2º Grau Curso de Química Industrial e Curso Superior de Química, Câmara Brasileira do Livro, SP. 1982.

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