Síntese do tris (oxalato) aluminato de potássio

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO OESTE DO PARANÁ 
 
 
 
 
CAMILA PINHEIRO PINZ RA:165303 
FELIPE GOLDANI KIRCHHOFF RA:145676 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SÍNTESE DO TRIS (OXALATO) ALUMINATO DE POTÁSSIO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TOLEDO 
2021 
UNIVERSIDADE ESTADUAL DO OESTE DO PARANÁ 
 
 
 
 
CAMILA PINHEIRO PINZ RA:165303 
FELIPE GOLDANI KIRCHHOFF RA:145676 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SÍNTESE DO TRIS (OXALATO) ALUMINATO DE POTÁSSIO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Relatório apresentado ao professor Adonilson R. 
Freitas para a obtenção de nota na disciplina 
de Química Inorgânica I Experimental, no 
curso de Química Bacharelado. 
 
 
 
 
 
 
 
TOLEDO 
2021 
Sumário 
Introdução .................................................................................................................................. 4 
Objetivos .................................................................................................................................... 5 
Materiais .................................................................................................................................... 5 
Métodos ..................................................................................................................................... 5 
Resultados e discussão ............................................................................................................... 7 
Conclusão ................................................................................................................................. 10 
Referencias ............................................................................................................................... 10 
 
 
 
Introdução 
 
Oxalatos são qualquer composto químico que contenha o íon oxalato, um íon negativamente 
carregado do ácido oxálico (Portal São Francisco), onde os compostos formados são ésteres ou sais 
de ácido oxálico. 
Tanto os compostos de oxalato, quanto o ácido oxálico ocorrem na natureza amplamente, 
principalmente em sais de cálcio, potássio e sódio. 
O oxalato de sódio tende a ser bastante solúvel em água. 
O ácido oxálico, que dá origem a estes compostos, é apresentado na forma de cristais, sendo 
tóxico e bom agente redutor. Ele foi descoberto em 1760, pelo químico sueco Carl Wilhelme Scheele. 
E sua fórmula molecular é C2H2O4 (Gota Química). 
 
O alumínio é o metal mais abundante presente na crosta do planeta Terra. Ele é obtido a 
partir da bauxita, onde neste são eliminadas as impurezas. 
Este metal é um pouco mole, e pouco resistente quando o analisamos puro. Porém, em ligas 
metálicas, ele é consideravelmente resistente. 
Como os outros elementos do seu grupo, o alumínio possui três elétrons em sua camada de 
valência, onde estes tendem a formar uma ligação covalente, compartilhando os elétrons. 
Entretanto, o Al forma íons quando está em solução. Isso ocorre porque a quantidade de energia de 
hidratação liberada excede a energia de ionização, então, o alumínio se dissocia. 
Diferentemente dos grupos 1 e 2, o grupo 3 não apresenta um ponto de fusão que varia 
regularmente, por apresentarem estruturas metálicas diferentes. Assim, o ponto de fusão do 
alumínio é 660 °C. (J. D. LEE) 
Os complexos de alumínio, como os aluminatos, são resultantes de compostos que tem 
deficiência de elétrons. Os aluminatos contêm uma estrutura complicada, onde é variado pelo pH e 
sua concentração. 
Compostos de coordenação são importantes na química, onde caso sejam eletrofílicos, são 
capazes de se ligar a moléculas que doam elétrons (ATKINS). 
Assim, através desta prática, vamos preparar o tris (oxalato) aluminato de potássio, e 
observar o comportamento dele. Também, vamos analisar a reatividade do alumínio em diferentes 
soluções. 
 
 
 
Objetivos 
Sintetizar o tris(oxalato) alumínio de potássio; 
Analisar as propriedades e reatividade do alumínio. 
 
 
Materiais 
 
1. Ácido clorídrico 37% PA -CRQ 
2. Ácido nítrico 
3. Hidróxido de sódio em escamas PA-ACS - Alphatec 
4. Hidróxido de potássio preparado pela técnica do laboratório 
5. Ácido oxálico em cristais 99,5% CAS - Nuclear 
6. Amoníaco 28% ~ 30% PA-ACS 
7. Etanol PA-ACS – PM: 46,07 - Dinâmica 
8. Alumínio em tiras 
9. Béquer 
10. Pinça 
11. Espátula 
12. Vidro de relógio 
13. Papel filtro 
14. Funil de vidro 
15. Suporte universal 
16. Garra 
17. Chapa metálica 
18. Gelo 
19. Tigela 
20. Água destilada 
 
Métodos 
 
3.1 Reatividade química e passivação do alumínio 
A prática consistia na observação das reações que o alumínio em tiras, poderia ter com os 
seguintes ácidos e bases: Ácido clorídrico diluído e concentrado, Ácido nítrico diluído e concentrado, 
Hidróxido de sódio em uma concentração de 10%, uma solução concentrada de amoníaco. 
Foi adicionado 2 mL de cada solução em tubos de ensaio separados, e foi transferido para 
cada um, uma tira de alumínio. 
Observou-se as reações. 
 
3.2 Preparação do K3[Al(C2O4)3] 
Foi Pesado, com precisão de 0,001 g, 0,5 g de alumínio em raspas em um béquer de 200 mL. 
Adicionamos, lentamente, uma solução de 3,0 g de hidróxido de potássio que anteriormente foi 
dissolvida em 30 mL de água destilada. Aquecemos a solução até a fervura por alguns minutos em 
chapa de aquecimento. Filtramos a solução em um funil de vidro (foi preparado com papel de filtro) 
para a remoção de resíduos sólidos. Depois da filtração, com a solução ainda quente, adicionamos 
vagarosamente, 7,0 g de ácido oxálico. Aquecemos até completa dissolução do precipitado que havia 
se formado. Filtramos novamente a solução, e esperamos ela resfriar até temperatura ambiente. 
Adicionamos 30 mL de etanol e resfriamos a solução em banho de gelo por aproximadamente 45 
minutos. Por fim, filtramos a solução e deixamos secar ao ar para após 24 horas pesar e calcular o 
rendimento da síntese. 
 
 
 
Resultados e discussão 
 
Ao adicionar o alumínio no ácido concentrado, houve uma reação forte, onde a solução 
aumentou sua temperatura e teve o desprendimento de um gás. A solução ficou turva, com uma cor 
bem cinzenta. Também, tinha um odor forte. O alumínio foi totalmente corroído. 
A reação que aconteceu é dada pela equação (1), onde o gás que foi liberado é o gás 
hidrogênio. 
Houve a formação do composto AlCl3, conhecido como cloreto de alumínio. Este é um 
composto inorgânico, sólido de cor branca. 
 
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 (1) 
 
O cloreto de alumínio foi a primeira substância usada para a fabricação de antitranspirantes, 
porém, causava irritações na pele, e agora vem sendo substituído por outros sais, conhecidos como 
cloridratos de alumínio. 
Também, é usado como catalisador em reações de alquilação e acilação de Friedel-Crafts (J. 
D. LEE). 
 
 
Com o ácido clorídrico diluído, a reação foi mais agressiva. Houve um aumento grande da 
temperatura, e o desprendimento do gás novamente. O cheiro era igualmente forte, e a solução 
ficou amarelada no começo, e no final voltou ao tom mais transparente, com traços amarelados. 
Por conta de ser diluído, o ácido clorídrico contia mais átomos de água em sua composição. 
Com isso, há a formação de mais moléculas de gás hidrogênio, onde deixou a reação mais 
agressiva. 
Também, houve a formação de cloreto dibásico de alumínio, que seria como o cloreto de 
alumínio, só que com íons OH-, que deixam o sal básico. Sais básicos apresentam dois ânions e um 
cátion. 
A reação é dada pela equação (2). 
2Al + 2HCl + 8H2O → 2(Al(OH)4)Cl + 5H2 (2) 
 
 
Ao adicionar a fita de alumínio ao ácido nítrico, não foi possível visualizar nenhum tipo de 
reação, tanto com o ácido concentrado quanto diluído. 
Isso pode ter acontecido pelo fato de que o alumínio poderia ter se oxidado na superfície, 
formando o oxido de alumínio. Então, com a adição de um ácido que é um forte agente oxidante, 
houve ainda mais a produção dessa camada de oxido, não ocorrendo a reação esperada,dada pela 
equação (3). 
O esperado dessa prática era que houvesse a formação de gás hidrogênio, e nitrato de 
alumínio. 
O nitrato de alumínio é um sal cristalino branco, usado como agente oxidante, na extração 
de urânio e na refinação de petróleo. 
Por conta da camada de passivação formada no alumínio, o nitrato de alumínio é dificilmente 
formado pela adição do ácido nítrico ao alumínio. 
 
2Al + 6HNO3 → 2Al(NO3)3 + 3H2 (3) 
 
 
 
Com o hidróxido de sódio, houve o desprendimento de bolhas após um período em que o 
alumínio foi adicionado. Também, a solução ficou ligeiramente turva. 
Quando o alumínio entra em contato com essa solução, a reação libera gás hidrogênio e há a 
formação de aluminato de sódio, dado pela equação (4). 
O aluminato de sódio é um sal alcalino e altamente coagulante. (PROVEQUIM) 
Por conta da característica coagulante, é amplamente usado no tratamento de água. 
É uma base forte, e reage violentamente com ácidos. 
Em solução aquosa, adquiri um tom meio marrom. 
 
2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2 (4) 
 
 
 
O alumínio não reagiu com a solução concentrada de amoníaco. 
A maioria dos metais possui uma grande resistência a amônia, como o alumínio. 
 
 
 
 
Para a síntese do tris (oxalato) aluminato de potássio, foi usado 3,0g de hidróxido de potássio 
em escamas. 
Ao adicionar água ao sólido, houve o aquecimento da solução. Assim como os outros 
elementos do grupo 1, onde pertence o potássio, ele reage de forma violenta com a água liberando 
calor, por isso houve o aquecimento da solução. 
Com o hidróxido de potássio já diluído, foi adicionado pedaços de alumínio, que reagiram 
facilmente já que a solução já estava aquecida. 
A reação deste procedimento é dada pela equação (5). 
Foi aquecido em uma chapa metálica a solução, para a aceleração da reação, já que quanto 
mais calor era adicionado ao meio, mais as colisões entre as moléculas aumentaram, o que 
aumentou a velocidade da reação . 
 
2Al + 2KOH + 6H2O → 2KAl(OH)4 + 3H2 (5) 
 
Nesta reação há a formação de gás hidrogênio, e de aluminato de potássio. 
O aluminato de potássio é um sulfato duplo de alumínio e potássio, conhecido geralmente 
como pedra hume. Ele ocorre naturalmente em rochas, e pode irritar os pulmões de animais. 
Geralmente usado nas áreas da beleza e saúde. 
 
A solução resultante teve um tom amarelado. Foi filtrada, onde sobrou um pouco de 
precipitado cinza no papel filtro, que seria o hidróxido de potássio que não reagiu na solução. 
 
Então, foi adicionado o ácido oxálico. A solução ficou branca e mais densa, mas com o passar 
do tempo, voltou ao seu estado inicial transparente. A reação que ocorreu é dada pela equação (6), 
onde há a formação de água, e o nosso produto tão esperado, o tris (oxalato) aluminato de potássio. 
 
KAl(OH)4 + 3C2H2O4 + 2KOH → K3Al(C2O4)3·3H2O + 3H2O (6) 
 
Adicionamos etanol, e esperamos a solução resfriar em banho de gelo por 45 minutos. 
Com a adição do etanol, a solução ficou turva. 
O etanol foi utilizado para a remoção das impurezas na superfície dos cristais. 
E então, filtramos o sólido resultante, e deixamos secar por 1 dia. Pesamos o precipitado 
resultante, que tinha um peso de 5,9018 g. 
 
 
Com a obtenção do peso do composto gerado na prática, é possível calcular o rendimento da 
síntese, pela equação (7). Caso rendesse 100%, o precipitado teria um peso de 8,60g, entretanto, 
nesta síntese é esperado um rendimento de 70%. 
 
 (𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙)
(𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜)
 
× 100 
 
(7) 
(5,9018)
(8,6000)
 × 100 
 
Assim, a síntese teve um rendimento de 68,62%. Não alcançou o rendimento esperado, por conta de 
que na filtração, parte do precipitado passou pelo papel filtro, onde foi perdido uma parte. 
Entretanto, o resultado foi satisfatório. 
 
 
 
 
 
Conclusão 
 
A síntese do tris (oxalato) aluminato de potássio foi bem-sucedida, mesmo com o acontecimento de 
algumas falhas, como parte do precipitado passando pelo papel filtro. 
Pudemos também observar como o alumínio se comportava em meios diferentes, onde em ácido 
clorídrico se corroeu, e em ácido nítrico não, por conta da passivação do metal. Outrossim, foi 
possível analisar que em soluções de amônia, os metais não reagem. 
 
 
 
 
Referencias 
 
 ENTENDA o que é e para que serve o alúmen de potássio. Disponível em: 
https://www.ecycle.com.br/alumen-de-potassio/. Acesso em: 03 dez. 2021. 
 
ALUMINATO de Sódio. Disponível em: https://www.provequim.com.br/aluminato-de-sodio/. Acesso 
em: 03 dez. 2021. 
 
Porto Editora – cloreto de alumínio na Infopédia . Porto: Porto Editora. Disponível 
em https://www.infopedia.pt/$cloreto-de-aluminio 
 
ÁCIDO Oxálico. Disponível em: https://gotaquimica.com.br/noticias/acido-oxalico/. Acesso em: 04 
dez. 2021. 
 
OXALATO. Disponível em: https://www.portalsaofrancisco.com.br/quimica/oxalato. Acesso em: 04 
dez. 2021. 
 
LEE, John David. Química Inorgânica não tão concisa. 1. ed. São Paulo: Edgard Blucher, 2003. 
 
ATKINS, Peter W.; JONES, Loretta. Princípios de Química: questionando a vida moderna o meio 
ambiente. 3 ed. Guanabara Koogan, 2006 
 
 
https://www.infopedia.pt/$cloreto-de-aluminio