RELATÓRIO 1 GRUPO 13- INORGANICA EXPERIMENTAL

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA
INSTITUTO DE QUÍMICA
QUÍMICA INORGANICA EXPERIMENTAL
EXPERIMENTO 4: Verificação de algumas propriedades Físicas e Químicas dos elementos do grupo 13
MIRIAM COSTA MELO – 12111QMI226
UBERLÂNDIA
2023
SUMÁRIO:
1. OBJETIVO
2. INTRODUÇÃO
3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.
OBJETIVO
Observar as propriedades redutoras do Al (Alumínio) e verificar as propriedades químicas de alguns compostos dos elementos do grupo 13.
Preparar um sólido inorgânico (ácido bórico) e determinar a sua pureza através da medida de uma propriedade física, seu ponto de fusão.
INTRODUÇÃO
O boro é um micronutriente essencial em plantas. O elemento desempenha um papel importante na síntese de uma das bases para a formação de RNA e nas atividades celulares, tais como a síntese de hidratos de carbono. Depois do zinco, o boro é a deficiência mais comum do solo. Culturas mais sensíveis a deficiência boro e que muitas vezes requerem suplementos de boro são alfafa, cenoura, café, algodão, amendoim, beterraba, girassol e nabo. Existe evidência crescente de que o boro é um elemento essencial para os mamíferos, possivelmente na formação dos ossos. O alumínio é o terceiro elemento mais abundante na litosfera. Apesar da sua elevada presença no ambiente, é um metal altamente tóxico. No entanto, sua biodisponibilidade não é elevada, pois está sob a forma de compostos insolúveis. Peixes estão particularmente em risco de toxicidade de alumínio. Pesquisadores demonstraram que o dano às reservas de peixes em lagos acidificados não é devido ao pH mais baixo, mas as concentrações mais elevadas de íons de alumínio na água que resultam do pH mais baixo. Na verdade, uma concentração de íons de alumínio de 5x10-6 mol.L-1 é sufi ciente para matar peixes. 42 Química Inorgânica II A tolerância humana de alumínio é maior, mas ainda deve ser particularmente cautelosa a ingestão de alumínio. Parte da nossa ingestão é proveniente de antiácidos contendo alumínio. É aconselhável não inalar o spray de antitranspirantes contendo alumínio, porque o íon metálico pode ser facilmente absorvido através das passagens nasais diretamente para a corrente sanguínea. O alumínio tem o íon metálico mais comum em solos. O íon de alumínio entra nas células da raiz da planta, inibindo o metabolismo das células. Agricultores dos países mais pobres não podem pagar a aplicação regular de calcário em pó para aumentar o pH do solo e imobilizar o alumínio como um composto insolúvel. Algumas plantas são naturalmente resistentes ao alumínio porque suas raízes excretam ácido cítrico ou ácido málico no solo. Estes ácidos formar complexos com o íon de alumínio, impedindo-a de ser absorvida para as raízes. Engenheiros genéticos estão estudando a introdução de genes de geração de ácido cítrico em importantes espécies de culturas de alimentos, que esperamos levar a melhor produtividade das culturas. O tálio é um elemento altamente tóxico em tálio (I), sua forma mais comum, e imita potássio no seu comportamento bioquímico. O tálio é amplamente distribuído na litosfera, e entra no ambiente, principalmente da queima de carvão e produção de cimento. Na fundição de minérios de chumbo, tálio é um subproduto perigoso. Por exemplo, no verão de 2001, na fundição de chumbo e zinco em Trail, British Columbia, Canadá, dezenas de trabalhadores de manutenção fi caram doentes após a exposição ao pó de tálio durante a limpeza do interior das condutas de fundição. A empresa proprietária da central também admitiu que resíduos de tálio podem ter ido para o rio Columbia.
O Boro e alumínio são membros do Grupo 13 de grande importância. O boro tem uma química única, particularmente entre os boranos. O alumínio é um dos metais mais utilizados, seu estado de oxidação +3 predomina neste grupo, mas principalmente em compostos covalentes. O alumínio é um metal anfotérico reativo. A extração de alumínio é conseguida por um método de redução elétricos.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Reagente utilizado:
· Ácido bórico concentrado
· Ácido nítrico concentrado
· Ácido clorídrico concentrado
· Ácido clorídrico 1,0 mol/L
· Ácido clorídrico 2,0 mol/L
· Ácido clorídrico 4,0 mol/L
· Solução de nitrato de mercúrio 2
· Fenolftaleína (solução hidro alcoólica)
· Hidróxido de sódio 2 mol/L
· Hidróxido de sódio 4,0 mol/L
O experimento foi constituído de duas partes:
Na primeira parte foi realizada a limpeza com Bombril num pedaço de alumínio e mergulhado em água e foi observado se iria ocorrer alguma reação.
Próximo passo foi introduzir um pedaço de alumínio por 3 a4 minutos em uma solução de nitrato de mercúrio 2. Limpar o metal com papel filtro e introduzi-lo em um béquer com água. E observar o que ocorreu.
Próximo passo: Introduzir um pedaço de metal em um tubo de ensaio contendo 2-3 mLde ácido nítrico concentrado e deixar por 3-4 minutos. Observar se ocorre reação. Em seguida, tirar o metal cuidadosamente, lavar e secar.
 Na segunda parte:
Verificamos o comportamento de Al(OH)3 e B(OH)3 (ácido bórico).Medir o pH de uma solução concentrada de ácido bórico com papel indicador.) Preparar um pouco de Al(OH)3 em um tubo de ensaio a partir de cristais de sal de alumínio e solução de hidróxido de sódio 4 mol.L-1. Separar o precipitado formado. Adicionar um pouco de água destilada ao precipitado e dividir a solução restante em duas partes; à uma adicionar solução de HCl4 mol.L-1 em excesso e à outra solução de NaOH 4 mol.L-1também em excesso. Anotar os resultados.
Baseado nos resultados acima classificar os óxidos e hidróxidos de alumínio como ácidos, básicos ou anfóteros e como varia tal caráter dentro do grupo. Justificar com base no caráter (iônico ou covalente) das ligações. Hidrólise dos sais de alumínio. Colocar em tubos de ensaio, alguns cristais de Al (NO3)3, AlCl3 e adicionar de 2 a 3 mL de água destilada. Medir o pH da solução resultante. Explicar os resultados observados.
PARTE 3: Preparação do Ácido Bórico e determinação de seu ponto de fusão
Pesar cerca de 7g de bórax decahidratado (Na2B4O7 .10H20), com uma precisão de 0,01g, transferir a quantidade de bórax pesado a um béquer e adicionar 20 mL de água destilada, aquecendo sobre uma chama fraca, atéque o bórax tenha se dissolvido (não deixar a solução ferver). Se a solução estiver turva depois que o bórax tenha se dissolvido, filtrá-la através de filtração comum. Aqueça a solução a uma temperatura 80-90C, adicionando a ela uma solução de ácido clorídrico preparada pela mistura de 6 mL de HCl concentrado com um volume igual de água. Esfrie a solução à temperatura ambiente e então a coloque num banho de gelo. Filtre os cristais formados usando um funil de Buchner, lave com éter e seque-os no vácuo.
 Procedimento para Determinação do Ponto de Fusão
Para determinar o ponto de fusão do ácido bórico obtido, proceda da seguinte forma: coloque certa quantidade do produto sólido num capilar de vidro e fixe-o ao bulbo de um termômetro com auxílio de um aro de borracha. Introduza este sistema no tubo Thiele contendo silicone, de modo que o bulbo do termômetro fique na altura do tubo. Aqueça cuidadosamente e o braço lateral do tubo Thiele e observe com atenção quando o sólido começa a fundir dentro do capilar. Anote o intervalo de temperatura de fusão. O ponto de fusão é uma medida da pureza do composto.
RESULTADOS E DISCUSSÕES:
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA:
ATKINS, P.; JONES, L. Princípios de Química. Questionando a vida moderna e o meio ambiente. 3ªEdição, Editora Bookman, 2006. 
BARROS, H.L.C. Química inorgânica, uma introdução. Belo Horizonte: 
SEGRAC, 1995. LEE, J. D. Química Inorgânica não tão concisa. 5ª Edição, Editora Edgard Blücher, 1997. 
MAHAN, B. M.; MYERS, R. J. Química um curso universitário. 4ª edição, São Paulo, Editora Edgard Bücher LTDA, 1995. 
MIESSLER, G. L.; FISCHER, P. J.; TARR, D. A. Inorganic Chemistry, 5ª edição, Editora Pearson, 2014.
 SHRIVER, D. F.; ATKINS, P. W.; LANGFORD, C. H. Inorganic Chemistry. 2ª edição, Oxford, Oxford University Press. 1994.PERGUNTAS DA APOSTILA:
O ácido bórico é um fertilizante solúvel encontrado na forma de cristais incolores ou como um pó branco. Foi produzido pela primeira vez pelo filósofo Wilhelm Homber, no século XVII, a partir da reação do bórax (Na2B4O7·10H2O) com um ácido mineral.
Escreva a equação da reação em que o acido bórico e formado:
Na2B4O7*10H2O(s) + 2HCl(aq) –> 4H3BO3(aq) + 2NaCl(aq) + H2O(aq)
Escreva a equação de hidrólise do bórax que ocorre ao aquecermos anidro com água:
B4O72-(aq) + 7H2O(aq) –> 4H3BO3(aq) + 2OH-(aq).
Calcule o rendimento da reação:
Na2B4O7*10H2O(s) +2 HCl(aq) –> 4 H3BO3(aq) + 2 NaCl(aq) + H2O(aq)
1 mol de Na2B4O7*10H2O --------- 381,3879 g X --------- 7,01543 g X = 0,01839 mol de Na2B4O7*10H2O
Na2B4O7*10H2O(s) +2HCl(aq) –> 4H3BO3(aq) + 2NaCl(aq) + H2O(aq) 0,01839 mol 0,07356 mol
Através do número de mols de Ácido Bórico determinamos a massa formada do mesmo:
1 mol de H3BO3 --------- 61,81 g 0,07356 mol de H3BO3 --------- Y
Y = 4,5467 g de H3BO3
Obtivemos cerca de 2,7125 g de Ácido Bórico no processo de preparação do mesmo. Sendo assim, temos de rendimento:
4,5245 g de H3BO3 --------- 100% 2,7125 g de H3BO3 --------- Z
Z = 59,95%
Qual o motivo de usar um banho de gele durante a experiência? Por que se usa éter neste experimento? Utiliza-se o banho de gelo durante a experiência para acelerar a formação dos cristais de acido bórico, pois a solubilidade do ácido bórico em água aumenta com a elevação da temperatura, e diminui com o decréscimo da mesma, por isto ao resfriarmos a solução favorecemos a formação dos cristais de acido bórico. Já o Éter e utilizado para reagir com a água e desidratar mais facilmente o Ácido Bórico. 
.