Relatório de reações químicas

Relatório de reações químicas

(Parte 1 de 2)

Objetivo

Foram realizadas atividades práticas de reações químicas no qual utilizou alguns elementos como: enxofre, sódio, magnésio e cobre no laboratório de química analítica qualitativa da UFRPE utilizando equipamentos e vidrarias adequadas para este tipo de análise. Os objetivos principais foram: verificar algumas reações de alta importância acadêmica podendo comprovar através de características fundamentais, como a alta reatividade do íon sódio ao ser colocado em meio aquoso a corrosão do vidro, algumas reações de combustão e oxidação.

Introdução

Uma reação química é uma transformação da matéria na qual ocorrem mudanças qualitativas na composição química de uma ou mais substâncias reagentes, resultando em um ou mais produtos. Envolve mudanças relacionadas à mudança nas conectividades entre os átomos ou íons, na geometria das moléculas das espécies reagentes ou ainda na interconversão entre dois tipos de isômeros.

Uma reação muito comum é a que envolve substâncias inorgânicas tais como: Ácidos, Bases , Sais e Óxidos. Uma das muito utilizadas e observada é a reação de neutralização podendo ser total ou parcial no qual envolve um ácido e uma base e os seus respectivos produtos serão teoricamente um sal e uma água.

Os óxidos são substâncias que possuem oxigênio ligado a outro elemento químico e normalmente são compostos binários, isto é, são substâncias formadas pela combinação de dois elementos, um desses elementos é o oxigênio (O). Estas substâncias podem ser classificadas como óxidos ácidos, básicos, anfóteros e peróxidos. Basicamente, os óxidos ácidos também podem ser chamados de anidridos sendo formadores de ligações covalentes e ao ser posto em contato com água reagem formando um ácido, os óxidos básicos são formados por ligações iônicas e em contato com água reagem produzindo uma base, os peróxidos possuem dois oxigênios ligados entre si e um bom exemplo a citar é a água oxigenada ou dióxido de hidrogênio (H2O2). Já os óxidos anfóteros são aqueles que reagem com ácidos fortes funcionando como bases ou reagem com bases fortes funcionando como ácidos alguns elementos formadores desses óxidos são: Bi , Al, Sb, Sn, Pb, Zn.

No entanto a prática realizada, reações químicas, ressalta observar as características fundamentais de algumas reações podendo comprovar pela formação de óxidos ácidos, óxidos básicos, alta reatividade do sódio, corrosão do vidro e algumas reações de combustão e oxidação tais como: queima do enxofre, do magnésio e oxidação do ferro metálico.

Materiais e reagentes utilizados

  • Balança semi-analítica

  • Papel absorvente

  • Lã de aço

  • 01 bastão de vidro

  • 02 vidros de relógio

  • 02 pipetas graduadas de 5 mL

  • 01 béquer de 20 mL

  • 01 béquer de 50 mL

  • 01 béquer de 500 mL

  • 01 frasco de vidro de boca larga com tampa

  • 01 proveta de 20 mL

  • 01 pinça metálica

  • 01 estilete pontiagudo

  • 01 caixa de fósforos

  • 01 vela

  • Papel indicador universal

  • Indicador fenolftaleína

  • Enxofre

  • Hidróxido de cálcio (Ca(OH)2)

  • Mercúrio metálico (Hg)

  • Sódio metálico (Na)

  • Magnésio metálico (Mg)

  • Cobre metálico (Cu)

  • Ácido fluorídrico concentrado (HF)

  • Ácido sulfúrico concentrado (H2SO4)

  • Ácido nítrico 8 mol/L (HNO3)

  • Solução de Cloreto de mercúrio II 10mg/mL (HgCl2).

Metodologia

  1. Corrosão do vidro:

  • Acendeu-se uma vela e deixou gotejar algumas gotas no vidro de relógio;

  • Esperou-se a solidificação;

  • Foi escrito a letra Q na parafina;

  • Foi colocado dentro da cápsula de porcelana o HF (Ácido fluorídrico);

  • Colocou-se o Ca(OH)2 (Hidróxido de Cálcio) na cápsula de porcelana;

  • Adicionou-se H2SO4 (Ácido sulfúrico) na pasta dentro da cápsula de porcelana;

  • Colocou-se a pasta final sobre o número escrito na parafina que estava no vidro de relógio;

  • E foi observada a corrosão do vidro.

  1. Queima do S (Enxofre):

  • Foi retirada uma pequena porção de enxofre;

  • Queimou-se na chama de uma vela;

  • Colocou-se um recipiente sobre a queima do enxofre e após uns segundos foi tampado;

  • Colocou-se água dentro do recipiente e após tampar foi agitado;

  • Após agitar por alguns segundos pegou-se um indicador de pH e colocou no líquido que estava no recipiente e foi observado a característica do seu pH.

  1. Reação do Na (Sódio) metálico com a água:

  • Foi colocado dentro de um Becker um certo volume de água;

  • Cortou-se o sódio metálico com ajuda de uma faca;

  • Foi colocada uma porção do cátion Na+ dentro do bécker;

  • Observou-se a sua reatividade;

  • Adicionou-se fenolftaleína e observou-se a reação.

  1. Queima do ferro metálico:

  • Foi colocado lã de aço num vidro de relógio;

  • Foi levado para uma balança analítica com precisão de três casas decimais;

  • Observou-se a massa que correspondia a lâmina de aço;

  • Com uma vela acesa queimou-se a lã de aço;

  • Após a combustão foi levada para a balança e observou-se sua massa final.

  1. Queima do Mg (Magnésio) metálico:

  • Pegou-se um pedaço de Mg (Magnésio) com ajuda de uma pinça;

  • Prosseguiu com a combustão do mesmo no bico de buson;

  • Colocou-se dentro de um bécker contido com água;

  • Adicionou-se gotas de fenolftaleína e observou-se a reação.

  1. Amálgama de Cu (Cobre):

  • Pegou-se um fio de Cu (Cobre) e foi lavado com HNO3 (Ácido nítrico);

  • Adicionou-se cátion cobre numa solução de HgCl2;

  • Após certo tempo, começou-se a polir e a formação de uma liga metálica.

  • Pegou-se outro fio Cu (Cobre) e levou-se para a lavagem com o HNO3 (Ácido nítrico);

  • Adicionaram-se Hg (Mercúrio) metálico no Cu (Cobre) em um bécker;

  • Logo após poliu o fio metálico e a formação de uma liga metálica.

Resultados e discussões

A prática realizada foi divida em cinco momentos no qual observou-se que cada reação química teve sua particularidade, ou seja, ocorreu explosão, mudança na coloração, formação de uma liga metálica dentre outras situações específicas determinativas para uma reação.

  1. Corrosão do vidro:

Inicialmente foi preparada uma pasta utilizando o hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) que era sólido e tinha uma coloração branca com o ácido fluorídrico (HF) solução transparente de acordo com a reação 1 abaixo:

1Ca(OH)2(aq) + 2 HF(aq) → 1 CaF2 (s) + 2 H2O(l)

Reação 1

Essa pasta foi feita, pois é aderente ao vidro e diminui o risco de acidente com o ácido fluorídrico que se encontra no estado liquido o mesmo produz vapores altamente irritantes e tóxicos aos seres humanos. Uma gota dele, em contato com a pele, produz chagas ulcerosas e é muito solúvel em água formando um líquido corrosivo que dissolvem facilmente muitos metais, com desprendimento de gás hidrogênio.

O fluoreto de cálcio CaF2 produzido pelos os reagentes da reação 1 era sólido pois sabe-se que na temperatura ambiente os compostos iônicos são sólidos e possuía uma coloração branca. Desenhou-se no mesmo a letra Q que continha já ácido sulfúrico concentrado reagindo imediatamente conforme a reação 2 abaixo:

1 CaF2 + 1 H2SO4(aq) → 1 CaSO4(aq) + 2 HF(aq)

Reação 2

É interessante perceber que a reação 2 tem como um dos produtos o ácido fluorídrico o agente que bastante energético e reagi com o vidro conforme a reação 3 e 4 abaixo:1 SiO2 + 4 HF(aq) → 2 H2O + 1 SiF4

Reação 3

1 SiF4 + 2 HF(aq) → 2 H2SiF6

Reação 4

Logo a reação 3 foi comprovada, pois o vidro relógio foi lavado e a parte que não continha parafina foi atacada pelo ácido.

  1. Queima do S(enxofre):

Após a queima do enxofre, apresentou-se uma coloração amarela e ao reagi-lo com o gás oxigênio formou o dióxido de enxofre um gás branco com um odor característico , conforme a reação 5 abaixo:

1 S + 1 O2 → 1 SO2(g)

Reação 5

Colocou-se o dióxido de enxofre dentro de uma garrafa contendo água e ao reagir com a mesma formou o ácido sulfuroso conforme a reação 6 abaixo:

1 SO2 + 1 H2O → 1 H2SO3

Reação 6

Este fato nos permite concluir que o dióxido de enxofre por ser um composto capaz de realizar ligações covalentes são classificado como óxidos-ácidos ou anidridos e ao reagir com a água formam ácidos.

Vale ressaltar que a queima do enxofre traz como conseqüência a chuva ácida no qual os óxidos de enxofre, formam-se na queima do enxofre e seus compostos. Muitas industrias e as centrais térmicas poluem o ambiente em diversas formas, uma delas é a liberação dos gases dióxido de enxofre (SO2) e trióxido de enxofre (S03) que em contato com a chuva acabam reagindo e formando ácidos tais como o ácido sulfuroso e o ácido sulfurico no qual apresentam um pH menor que 7 porém mais precisamente entre 5 e 2,2. Vale lembrar que esse fenômeno pode ser prejudicial aos seres humanos visto que liberam metais tóxicos como: o mercúrio e o cádmio usualmente fixados no solo. Segue abaixo a reação 7 da chuva ácida:

Reação 7

  1. Reação do Na (Sódio) metálico com a água:

Após retirarmos o sódio (um metal prateado) do seu recipiente e imergi-lo num béquer contendo água observou-se que o mesmo reagi com a mesma e pode causar grandes explosões. Este fato acontece pois o sódio é um metal alcalino altamente reativo possuindo uma forte tendência em oxidar seu elétrons da camada de valência obedecendo a regra do octeto. Como pode observar na reação 8 abaixo:

2 Na + 2 H2O → 2 NaOH + 1 H2(g)↑

Reação 8

Depois da reação observa-se a formação do hidróxido de sódio uma base teóricamente forte (pois o sódio é um metal alcalino) e a liberação de um gás hidrogênio. Sua reação é altamente energética, ou seja, exotérmica, logo isso justifica explosões. Como o gás hidrogênio e inflamável e a reação esta desprendendo energia, acontece à reação de formação da água em meio a uma explosão conforme a reação 9 abaixo.

2 H2(g)↑ + 1 O2 → 2 H2O(l) + explosão

Reação 9

  1. Queima do ferro metálico:

Durantequeima do ferro metálico houve a mudança de coloração de acinzentado prateado para um acinzentado escuro e a formação do óxido de ferro III ou óxido férrico. Conforme a reação 10 abaixo:

4 Fe(s) + 3 O2 → 2 Fe2O3

Reação 10

É interessante notar que o ferro sofreu uma oxidação demonstrando que são bons redutores e, além disso, que os metais também queimam uns com mais facilidades que outros. Verifica-se nessa reação que o agente promotor da reação é o oxigênio visto que o mesmo é o agente oxidante enquanto o ferro é o agente redutor.

Para comprovar que houve formação de óxido de férrico, pesou-se a massa do ferro bruto que antes da queima foi 35,876g e depois da queima a massa aumentou 36,338. Esse aumento é interessante, pois se conclui a ocorrência da reação acima mencionada.

  1. Queima do Mg (Magnésio) metálico:

O magnésio de coloração acinzentada ao reagir com a chama composta do gás oxigênio formou o óxido de magnésio de coloração branca. Como pode-se verificar na reação 11 abaixo:

2 Mg(s) + 1 O2 → 2 MgO

Reação 11

Após a combustão do magnésio o seu óxido foi colocado em água e o mesmo apresentou ser pouco solúvel, entretanto outra característica foi observada que o óxido de magnésio é básico pois é um elemento que faz parte da família IIA, ou seja, metais alcalinos terrosos formador de ligação iônica. Posteriormente adicionou-se um indicador chamado de fenoftaleína e a solução ficou com a coloração avermelhada. A reação 12 mostra a formação da base que promoveu a coloração da solução em contato com a fenoftaleína.

1 MgO + 1 H2O(l) → 1 Mg(OH)2(aq)

Reação 12

(Parte 1 de 2)

Comentários