1 - Relatorio 7 - Determinacao de grau de hidratacao do BaCl2_xH2O

Prévia do material em texto

Faculdade Oswaldo Cruz
Curso de Licenciatura em Química
 Leandro Fontes Alves de Souza	 	 1616004	
Helton José da Silva				1616018
Thiago Ricardo Santos Nobre			1616060
RELATÓRIO 07 - LABORATÓRIO DE QUÍMICA EXPERIMENTAL
DETERMINAÇÃO DE ÁGUA DE HIDRATAÇÃO DO
BaCl2.xH2O
Professora Mary Leda Caparroz Vancetto
São Paulo
2016
 
1.1. INTRODUÇÃO
1.1.1. Sal
Um sal pode ser definido como toda substância que, em meio aquoso, se dissocia, liberando um cátion diferente de H3O+ e um ânion diferente de OH- (ATKINS, 2012). Conforme pode ser visto abaixo na dissociação do cloreto de bário (BaCl2), o qual dá origem ao cátion Ba+ e ao ânion cloreto, Cl-. 
	MgCl2 → Mg2+ + 2Cl- Equação 1
A reação entre um ácido e uma base é chamada de reação de neutralização e o composto iônico produzido na reação é chamado de sal. O resultado de reação entre soluções de um ácido forte e uma base forte é a formação de água a partir de íons hidrônios e hidróxidos (CHAPARRO, 2016).
1.1.2. Hidratos
Hidratos são compostos iônicos que contém um número específico de moléculas de água, para cada unidade de fórmula. A Tabela 1 apresenta os prefixos utilizados para os compostos hidratados em função do número de águas contidas (VICHI, 2012).
Tabela 1. Relação prefixo e número de águas nos compostos.
	Prefixo
	hemi
	mono
	di
	tri
	tetra
	penta
	hexa
	hepta
	octa
	N° de H2O
	0,5
	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
A água de hidratação é geralmente eliminada por aquecimento, sendo que na fórmula, as águas são separadas por ponto. Exemplos: CaCl2.6H2O (cloreto de cobalto II hexaidratado), CaSO4.0,5H2O (sulfato de cálcio hemidratado) (VICHI, 2012). A Figura 1 apresenta o sal coreto de cobalto hidratado e na forma anidra.
	CoCl2.6H2O
Hidrato
	
	CoCl2
Anidro
Figura 1. Cloreto de cobalto hidratado e anidro.
1.1.3. Sais hidratados
São compostos que contém água em sua composição, podem possuí-la em proporção definida ou variável. Se a quantidade de água for variável, a substância pode estar simplesmente úmida ou a água pode estar localizada em canais, como por exemplo, em zeólitas. É possível ainda que se tenha uma mistura de hidratos. Nos hidratos, a água ocupa sítios definidos na estrutura cristalina (VICHI, 2012).
Sob condições apropriadas a maioria dos sais hidratados pode ser desidratada, formando um sal hidratado com menor quantidade de água ou um sal anidro. Por exemplo, o mineral gipsita (Ca.SO4.H2O) quando aquecida acima de 160°C ocorre a desidratação para formar anidrita (CaSO4). Esta reação é reversível e o endurecimento da anidrita pode ser atribuído à reidratação com a formação de gipsita cristalina (VICHI, 2012).
O equilíbrio entre a forma hidratada e a forma anidra é influenciada pela temperatura do sistema, bem como pela umidade relativa. Sais capazes de sofrer hidratação reversível são frequentemente empregados no controle da quantidade de umidade no ar.
1.1.4. Decomposição térmica dos sais hidratados
Em geral, os sais hidratados podem ser totalmente ou parcialmente desidratados quando aquecidos a temperatura suficientemente elevadas. Assim pode-se imaginar que a quantidade de água pode ser determinada através da pesagem simples do material antes e após o aquecimento.
A gravimetria é um método analítico quantitativo o qual consiste em converter determinada espécie química em uma forma separável do meio em que se encontra, para então ser recolhida e, através de cálculos estequiométricos, calcular a porcentagem real de determinado elemento, a partir da fórmula química do composto e das massas atômicas dos elementos que constituem o composto pesado. Neste experimento foi utilizado o cloreto de bário hidratado (VICHI, 2012).
O cloreto de bário (BaCl2) é uma substância muito utilizada no setor da metalurgia, em sais de têmpera, com a finalidade de aumentar a dureza de ferro-ligas e/ou aços. É um sólido branco em temperatura ambiente, conduz corrente elétrica em estado líquido, sendo assim, uma substância iônica 9ARAÚJO, 2012).
O BaCl2 pode ser obtido a partir da reação do ácido clorídrico com o hidróxido de bário ou carbonato de bário. Em escala industrial é preparado em duas fases a partir da barita, mineral rico em sulfato de bário. A primeira fase é realizada em altas temperaturas:
BaSO4 + 4C → BaS + 4CO Equação 2
A segunda fase requer adição de reagentes. O cloreto de bário resultante pode então ser retirado da mistura pela água:
BaS + CaCl2 → BaCl2 + CaS Equação 3
O cloreto de bário é tóxico, apresenta-se como um sólido branco em temperatura ambiente, tem estrutura cristalina monoclínico ou ortorrômbico.
A barita é o mais abundante mineral de bário e a mais importante fonte deste elemento. Porém, no Brasil, as reservas e a produção de barita não se configura no rol dos bens mais importantes para a economia brasileira (ARAÚJO).
A barita é insumo básico em três setores industriais:
1° - Fluido de perfuração de petróleo e gás;
2° - Sais químicos de bário (sulfato, hidróxido, cloreto, carbonato, silicato, etc) e
3° - Preparação de tintas, pigmentos, vernizes, vidros e plásticos.
Objetivo: determinar a relação de mols de água e cloreto de bário no sal hidratado.
2. Materiais e Métodos
2.1. Materiais
a) Bico de Bunsen
b) Tubos de ensaio
c) Estante para tubos
d) Vidro de relógio
e) Béquer
f) Estanho sólido
g) Iodo sólido
2.2. Métodos
2.2.1. Aquecimento seco
a) Pesar um cadinho vazio e adicionar neste cerca de 2 g de BaCl2.xH2O.
b) Montar a aparelhagem de forma que o cadinho fique apoiado sobre o triângulo de porcelana, que por sua vez se apoia sobre a argola de ferro adaptada no suporte universal. 
c) Iniciar o aquecimento brando por cerca de 5 minutos. Trazer a chama mais próxima da base do cadinho e aumentar o aquecimento por mais 5 minutos. Finalmente aumentar a intensidade da chama do cadinho e aquecer intensamente por 10 minutos sem a tampa. 
d) Desligar a chama do bico de Bunsen. Transferir o cadinho, sem a tampa, para um dessecador e deixar resfriar por mais 10 minutos.
e) Pesar o cadinho com o sal desidratado.
f) Aquecer o cadinho novamente, por 5 minutos. Resfriá-lo no dessecador, por 5 minutos. Repetir a pesagem e observar se a massa ficou constante.(caso contrário ,se houver tempo suficiente, repita esse procedimento) 
g) Com os dados de massa da experiência, calcular a quantidade de moléculas de água por fórmula grama de cloreto de bário, ou seja, seu grau de hidratação. 
h) Justifique os possíveis erros experimentais.
3. Resultados e Discussão
Foi aquecida cuidadosamente o sal, cloreto de bário hidratado e resfriado no dessecador. Após a pesagem percebeu menor teor de sal em relação à massa inicial. Observou neste momento a volatização da água e através das relações molares do sal e da água e suas respectivas massas, calculou-se o teor de água contida na estrutura do sal, a água foi facilmente removida. (Equação 4).
	BaCl2.xH2O → BaCl2 + xH2O Equação 4
	
 A seguir são apresentados os resultados do experimento realizado. Esquema de cálculos: 
Massa do cadinho com a amostra: 20,39 g 
Massa do cadinho vazio: 18,66 g 
Massa do sal hidratado: 1,73 g 
Massa do cadinho com amostra após aquecimento: 20,09 g 
Massa do sal desidratado: 1,43 g 
Massa de água eliminada: 0,30 g 
Número de mols de BaCl2 anidro obtido(n1) 8,308*10-3 mol 
Número de mols de H2O eliminado: (n2) 16,648*10-3 mol 
Relação molar (H2O/BaCl2) n2/n1: 2
BaCl2.xH2O x = moléculas de água para cada fórmula grama de BaCl2.
4. Conclusões
 Através da perda de água do cloreto de bário pode-se calcular o teor da mesma em questão pelas relações molares entre o sal antes e após o aquecimento, sendo uma técnica eficiente e relativamente simples de realizar em laboratório.
5. Questionários
 Não se aplica
6. Referências
ARAÚJO, R. M. Barita. Departamento Nacional de produção mineral.
ATKINS, P.; JONES, L. Princípios de química questionando a vida moderna e o meio ambiente. Bookman, 2012.
BACCAN, N.; ANDRADE, J. C.; GODINHO,O. E. S.; BARONE, J. S. Química analítica quantitativa elementar. Editora Edgard Bluche, 1979.
CAZEL, M. S. Notas de aula. Universidade de São Paulo, 2011.
CHAPARRO, R. P. Quimica geral e inorgânica. Notas de aula, 2016.
FELTRE, R. Química geral, v.1. Editora Moderna, 2004.
RUSSELL, John B.; Química Geral vol.1, Makron Books, 1994.
VICHI, F. M. Notas de aula. Compostos, equações químicas e reações em solução aquosa. Universidade de São Paulo, 2012.
2