coloides pratica 10

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA
INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
LABORATÓRIO DE FÍSICO-QUÍMICA – QUI148 D
Professor Dr. Gustavo F. S. Andrade
PRÁTICA 10 - COLOIDES
Alunos: 
 Êmille de Souza Faria
 Flavia de Paula Gonçalves Guimarães
 Juliana Leal Rodrigues da Costa
 Lívia de Paula Assis
 Luana Pereira dos Santos
	 
 
 	 
1) INTRODUÇÃO
As misturas homogêneas e heterogêneas podem ser facilmente distinguíveis. As misturas heterogêneas apresentam, nitidamente, duas ou mais fases (polifásicas). Já as misturas homogêneas são aquelas que se apresentam uniformemente em apenas uma fase (monofásica), ou seja, não é possível notar diferença entre duas ou mais substâncias. Essa diferença entre as misturas é exemplificada na Figura 1. ¹
Figura 1: Disponível em: <www.respondeai.com.br/conteudo/quimica/solucoes-e-separacao-de-misturas/substancias-e-misturas/1559> Acesso em: 17/06/2019
Toda mistura é chamada de dispersão, a qual pode ser dividida em três tipos básicos: soluções verdadeiras, dispersões coloidais e suspensões. 
Soluções verdadeiras são misturas de duas ou mais substâncias de aspecto uniforme, ou seja, misturas homogêneas. Apresentam partículas menores do que 1 nanômetro, portanto, são invisíveis a olho nu. Além disso, esses tipos de soluções são translúcidos.
As suspensões são misturas heterogêneas que possuem tamanho médio das suas partículas acima de 1.000nm. Assim, elas podem ser vistas a olho nu ou por microscópio e podem ser facilmente filtradas, visto que suas partículas se sedimentam.
Os coloides, aparentemente, assumem uma característica de mistura homogênea. Mas, na verdade, são misturas heterogêneas, cuja a diferença de fases não é perceptível a olho nu. Dessa forma, os coloides se diferenciam de outros tipos de dispersão através do diâmetro das partículas dispersas (soluto), sendo que apresentam partículas de diâmetro médio de 1 a 1.000nm. Ademais, as misturas coloidais não se sedimentam de forma natural e dispersam facilmente a luz, por isso apresentam opacidade. ¹
As diferenças entre os diâmetros das partículas dos três tipos de dispersões citadas podem ser observadas na figura 2.
Figura 2: Disponível em: <universechemistry.blogspot.com/2016/12/estudo-das-solucoes-2-ano-parte-1 l> Acesso em: 17/06/2018
Além disso, os coloides apresentam componentes chamados de disperso e dispersante. Sendo que, disperso é a substância presente em menor quantidade e dispersante é a substância presente em quantidades superiores, como é mostrado na figura 3. Possuem também propriedades como o Efeito Tyndall e o Movimento Browniano, que serão explicados posteriormente.
Figura 3: Disponível em: <slideplayer.com.br/slide/3153795/> Acesso em: 17/06/2019
Os coloides possuem duas características que são somente deles. Nesse tipo de sistema, as partículas dispersas são bem menores do que aquelas visíveis a olho nu, porém, são muito maiores do que as moléculas individuais. Os experimentos apresentados a seguir permitem identificar um coloide.
EFEITO TYNDALL:
Já que nos coloides as partículas são suficientemente grandes, quando a luz as atinge, elas espalham a luz, sendo possível enxergar o trajeto dos feixes. Dessa forma, o Efeito Tyndall pode ser percebido quando há dispersão das partículas coloidais. Isso faz com que a luz seja visível, uma vez que as partículas dispersas são do mesmo tamanho do comprimento de onda visível e consequentemente os raios luminosos também serão dispersados. 6
MOVIMENTO BROWNIANO:
Nessa teoria foi observada que as partículas coloidais tinham um deslocamento aleatório, não direcional (em zigue-zague) e rápida, em um meio fluido ou gás e isso se deve à colisão constante das moléculas do dispersante. ᶟ
TIPOS DE COLOIDES:
Os coloides podem ser classificados:
--> Quanto a natureza das partículas que o compõem, podendo ser: coloides liófilos e coloides liófobos:
· Coloides liófilos: são sistemas coloidais cujas substância se dispersa espontaneamente no dispersante e têm a capacidade de se transformar em outro tipo de coloide, conferindo o seu caráter reversível.
· Coloides liófobos: são sistemas nos quais a substância não se dispersa espontaneamente no dispersante e não se transformam em outros coloides, o que corrobora a sua irreversibilidade. ¹
--> Quanto a sua composição, podendo ser: micelares, moleculares ou iônicos¹:
· Micelares: quando o disperso do coloide é formado por aglomerados de átomos, íons ou moléculas.
· Moleculares: quando o disperso é composto por macromoléculas.
· Iônicos: o disperso é formado por íons.
Os coloides podem ser classificados de diversas formas a depender da natureza das partículas e do estado físico dos seus componentes (disperso e dispersante). Alguns exemplos serão tratados a seguir, como: aerossol, emulsão, espuma, gel e sol.
Aerossol: são coloides caracterizados pelo fato do componente disperso ser sólido ou líquido e o dispersante ser um gás. Exemplos: neblina, fumaça, nuvem, spray. ¹ 
Emulsão: dispersão de um líquido em um outro líquido. Exemplos: fabricação de maionese, leite, sorvete, queijo. ¹
Espuma: é formada por um gás disperso em um sólido ou em um líquido. Exemplos: espuma de barbear, chantili, pedra-pomes. ¹
Gel: é formado por um disperso líquido em um dispersante sólido, com aspecto gelatinoso, mas aparentemente sólido. Exemplo: gelatina pronta, geleia, pasta de dente. ¹
Sol: coloide formado por uma dispersão de um sólido em um líquido ou sólido. Exemplos: plasma sanguíneo, leite de magnésia, cola, pedras como rubi, pérola. ¹
 Nesses dois últimos tipos de coloides o equilíbrio Sol-Gel é alcançado através do processo espontâneo de ambos os sentidos da reação, como pode ser exemplificado pela figura a seguir:
 Figura 4: Disponível em: <docplayer.com.br/68042503-Obtencao-e-controle-da-morfologia-de-aluminas-sintetizadas-por-sol-gel>. Acesso em: 17 jun. 2019.
2) OBJETIVO:
O objetivo do experimento é preparar um coloide de hidróxido férrico pela hidrólise do cloreto férrico. Além disso, verificar se uma solução homogênea usada no cotidiano é um coloide ou não, possibilitando a análise de propriedades coloidais. Ademais, a realização da diálise é viável, a fim de separar as partículas coloidais das partículas de uma solução verdadeira, através da diferença de difusão, por uma membrana semipermeável (papel manteiga).
3) MATERIAIS E REAGENTES
1. Tripé de ferro;
1. Tela de amianto;
1. Suporte universal com garra e argola;
1. Bico de Bunsen;
1. 4 tubos de ensaio;
1. Estante para os tubos de ensaio;
1. Becker de 100mL;
1. Pipeta graduada de 5mL;
1. Placa de Petri;
1. Bastão de vidro;
1. Funil analítico;
1. Papel manteiga;
1. Elástico;
1. Tesoura;
1. Água destilada;
1. Solução a 20% de cloreto férrico;
1. Solução de cloreto de sódio a 0,5 M;
1. Solução de sulfato de sódio a 0,5 M;
1. Solução saturada de cloreto de sódio;
1. Solução a 2% de nitrato de prata;
1. Solução de tiocianato de amônio a 0,5 M;
1. Solução de ácido clorídrico 2 N;
1. Solução de amido a 5%;
1. Solução alcoólica de Iodo.
4) PROCEDIMENTOS
4.1 – COLÓIDES
Primeira parte: Preparação de uma solução de uma dispersão coloidal de hidróxido férrico pela hidrólise do cloreto férrico.
1) Foram separados 4 tubos de ensaio e identificados de 0 – 3. Preparou-se o suporte com a tela de amianto próximo ao bico de Bunsen. Enquanto isso, foi preparada uma solução de uma dispersão coloidal de hidróxido férrico pela hidrólise do cloreto férrico.
2) Foram adicionados 50mL de água destilada em um béquer de 100mL, após isso, aqueceu-se o béquer com o bico de Bunsen até a ebulição da água.
3) Com cautela, o béquer foi retirado da tela de amianto e repousado sobre a bancada, juntamente com a agitação através de um bastão de vidro, adicionou-se 30 gotas da solução preparada de FeCl3, à 20%. 
4) Aqueceu-se novamente a solução durante 3 minutos cronometrados. O aspecto era de um vermelho aparentemente translúcido, como uma solução homogênea. O béquerfoi reservado para os testes conseguintes.
Segunda parte: Coagulação do SOL de hidróxido férrico por eletrólitos:
1. Com os tubos enumerados de 0 -3, adicionou-se uma quantidade equivalente a ¼ do conteúdo do tubo de ensaio com a solução coloidal para servir como padrão de comparação entre os outros tubos de ensaio, identificando-o como “0”. Preencheram-se os outros tubos de ensaio com cerca de ¼ de seu conteúdo com a dispersão coloidal identificados como 1, 2 e 3. O tubo 0 não refletiu praticamente nenhuma luz do feixe de luz inserido através do tubo.
1. Foram adicionados 5 mL (aproximadamente 80 gotas) NaCl a 0,5M no tubo 1. O composto apresentou alguns reflexos na luz do feixe de luz inserido através do tubo.
1. Foram adicionados 0,5M de Na2SO4 no tubo 2. Observou-se a coloração vermelha e menos translúcida que a solução do tubo 0.
1. Foram adicionada solução saturada de NaCl até desaparecer a turvação formada. Observou-se a coloração vermelho-amarronzado opaco, que tornou-se translúcido à medida que adicionava-se NaCl. Durante o momento opaco, a luz foi totalmente refletida, não atravessando feixe de luz através do tubo.
Terceira parte: Diálise 
Preparo do dialisador
1. Para preparar o dialisador, utilizamos um pequeno funil de vidro, o qual foi revestido com um pedaço de papel manteiga tampando a região da boca do funil de modo que ficasse bem seguro ao prender o papel com um elástico. A finalidade de prepara-lo foi montar um sistema filtrador, onde o papel manteiga serviria como membrana semipermeável para alguns componentes do experimento.
1. Adicionou-se água destilada em uma placa de Petri cujo diâmetro era pouco maior que o diâmetro da boca do funil. 
1. Colocou-se o funil dentro da placa de Petri contendo água, de forma que o papel manteiga ficasse inteiramente em contato com a água.
Diálise da dispersão coloidal de FeCl3
1. Utilizando uma pipeta, adicionou-se ao dialisador cerca de 10 a 15 mL da dispersão padrão preparada, identificada como tubo 0.
1. Deixou-se em difusão por 10 minutos cronometrados. 
1. Após o tempo, extraiu-se com uma nova pipeta cerca de 2 mL da solução contida na placa de Petri, e foi adicionada à um novo tubo de ensaio
1. Adicionou-se 1mL de AgNO3 neste tubo de ensaio. Houve pouca mudança de cor, para um pouco avermelhado e translúcido
Diálise de uma solução de amido e cloreto de sódio:
1. Com uma solução de amido já previamente preparada, adicionou-se 10 mL dela em um béquer de 100 mL juntamente com 10 mL de solução 0,5 M de NaCl. 
1. Pipetou-se 10mL dessa solução que foi transferida ao dialisador.
1. Deixou-se em difusão por 10 minutos cronometrados
1. Após o tempo, extraiu-se com uma nova pipeta cerca de 2 mL da solução contida na placa de Petri, e foi adicionada à um novo tubo de ensaio
1. Adicionou-se ao tubo de ensaio uma solução alcoólica de iodo. Não houve mudança na coloração.
1. Para comparar, adicionou-se a mesma solução alcóolica de iodo no béquer contendo NaCl e amido, observou-se a coloração azul intensa.
1. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
5.1 ) Coagulação do SOL de hidróxido férrico por eletrólitos
1) 	O “tubo 0” continha a solução coloidal de hidróxido de ferro, com aspecto avermelhado visivelmente translúcido, aparentemente homogêneo. No entanto, por ser um coloide, era possível observar, com nitidez, as partículas sólidas através do laser na solução coloidal. Isto é explicado devido às partículas de diâmetro médio de 1 a 1.000nm que são capazes de refletir aleatoriamente a luz e torná-la visível.
2) 	No “tubo 1” foi adicionado solução 0,5mol/L de NaCl, e observou-se pouca precipitação do sólido comparado ao tubo 3, devido a densidade de carga menor, que não foi suficiente pra flocular (colóides saem de suspensão na forma de agregados, formando partículas maiores) o sólido. 
3) 	No “tubo 2”, foi adicionada solução 0,5mol/L de Na2SO4 e, devido a quantidade maior de carga negativa (-2 do sulfato) precipita o sólido em maior quantidade. A diferença entre o tubo 2 e 3, contendo os íons cloreto e sulfato, respectivamente, está relacionada à quantidade de cargas negativas presentes na solução: quanto mais cargas negativas, mais desestabilizado ficará o coloide, devido à grande repulsão eletrostática de cargas iguais e, portanto, haverá maior aglomeração¹.
5.2) Diálise da dispersão coloidal de FeCl3:
Por ser um teste qualitativo, não é necessária precisão nas medições, portanto observou-se erros experimentais na diálise do FeCl3. Era esperado que passagem de ferro pelo dialisador formasse partículas de hidróxido de ferro, ou seja, a reação seria completa. Entretanto, ao pipetar a solução contida na placa de Petri e transferi-la para o tubo de ensaio, observou-se que houve passagem de ferro pelo dialisador ao adicionar tiocianato de amônio na solução, pois a cor aparentou-se avermelhada, indicando a formação do tiocianato de ferro e, portanto, sinalizando que a reação não foi completa.
A reação obtida foi: ²
FeCl3 (aq) + NH4SCN (aq) ⇌ [Fe(SCN)] 2+ (aq) + NH4+ (aq) + 3Cl- (aq)
Além disso, é válido ressaltar que dentro do dialisador a solução é vermelha, e na placa de Petri permaneceu transparente. Assim, pode-se concluir que a partícula permanece no dialisador, no entanto está passando ferro solvatado para a solução contida na placa.
5.3) Diálise de uma solução de amido e cloreto de sódio:
O amido é um coloide formado por grandes cadeias de polissacarídeos, ao adicionar cloreto de sódio, que é um coloide de partículas pequenas, as repulsões eletrostáticas são quebradas e as cadeias são mantidas separadas, esperando, portanto, formar mais aglomerados na solução. Assim, as partículas de amido “expandiram” com a adição de cloreto de sódio, prevendo que não passarão pelo dialisador. A aparência do amido modificou-se ao adicionar NaCl, ficando mais diluída que anteriormente.
Pegou-se a solução da placa de Petri e colocou num tubo de ensaio, após isso adicionou-se iodo. Observou-se que a solução não ficou azul, indicando que não há presença de amido, ou seja, não houve passagem de amido pelo dialisador.
5.4) TRATAMENTO DE DADOS
5.4.1) O gel é formado a partir da eliminação de dispersante. Dando como exemplo a gelatina, que ao se dissolver na água fervendo, obtemos um coloide denominado sol (adição de dispersante), já quando é resfriada, seu meio deixa de ser líquido, e torna-se então um coloide denominado gel, sendo o meio de dispersão sólido e a fase dispersa liquidaᵌ.
Nesse tipo de coloide as partículas formam uma complexa malha tridimensional, que mantém o dispersante em uma estrutura semirrígida. Dessa forma, ele passa a ter algumas propriedades macroscópicas parecidas com as dos sólidos, como a elasticidade e a manutenção do formato, porém não se torna sólido, pois não possui retículo cristalino¹. 
5.4.2) A turbidez pode ser definida como a redução da transparência de uma solução devido à presença de materiais em suspensão que interferem com a passagem da luz através do fluido.4 Sendo assim, foi adicionada ao tubo de ensaio, solução saturada de NaCl até desaparecer a turvação formada pelo hidróxido férrico. Observou-se a coloração vermelho-amarronzado opaco, e durante o momento opaco, a luz foi totalmente refletida, não atravessando feixe de luz através do tubo. Assim, pode-se concluir que a solução não é um coloide.
5.4.3) Pode-se observar a presença de coloides em diversas atividades do dia a dia, como por exemplo na indústria alimentar (mousses, cremes vegetais, geléias de frutas, leite, temperos, sorvete, entre outros), em cosméticos e produtos de higiene (cremes corporais e cremes dentais). Além disso, vale ressaltar a importância dos coloides no tratamento de efluentes (precipitação ou floculação para a remoção dos poluentes das águas residuais) e na indústria de detergentes (estabilização de solos e líquidos abrasivos).⁵
1. CONCLUSÃO
	Pode-se concluir, portanto, que a prática 10 visa corroborar o nosso entendimento sobre os coloides e suas propriedades, verificando-as durante o experimento. Para isso, foi utilizado o laser, visto que aspartículas presentes dispersam facilmente a luz, sendo assim, o feixe de luz se mostra de forma bem definida na solução, evidenciando o Efeito Tyndall. Ademais, foi possível, após o procedimento, diferenciar misturas verdadeiras de misturas coloidais que são abundantemente utilizadas no cotidiano e, muitas vezes, são tidas como misturas homogêneas.
Entretanto, na realização do procedimento, foi observado que a diálise da dispersão coloidal de cloreto férrico culminou em um erro experimental, uma vez que o ferro não reagiu totalmente, ultrapassando assim, a barreira semipermeável (papel manteiga).
REFERÊNCIAS: 
¹ JUNIOR, Miguel Jafelicci; VARANDA, Laudemir Carlos. O mundo dos colóides. Química nova na escola, n. 9, 1999.
² Disponível em : <http://w3.ufsm.br/laequi/wp-content/uploads/2014/08/Tecnica-2-Equilibrio.pdf> Acesso em: 14 de junho de 2019.
ᶟ Disponível em: <https://portal.if.usp.br/labdid/sites/portal.if.usp.br.labdid/files/Browniano-L.pdf> Acesso em : 15 de junho de 2019.
4 Disponível em : <https://www.infoescola.com/quimica/turbidez-da-agua/> Acesso em: 14 de junho de 2019.
⁵Disponível em <http://qnint.sbq.org.br/qni/popup_visualizarConceito.php?idConceito=26&semFrame=1> Acesso em: 15 de junho de 2019. 
6 Disponível em : < http://www2.iq.usp.br/docente/hvlinner/coloides.pdf> Acesso em : 15 de junho de 2019.