Obtenção de Alúmen de Potássio

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CENTRO UNIVERSITÁRIO PADRE ANCHIETA
	
	DISCIPLINA: Processos Industriais Inorgânicos 
	
	DOCENTE: Elaine Cristina Marques Esper
	
	PRÁTICA DE LABORATÓRIO 
	DATA: 01 e 08/03/2024
OBTENÇÃO DE ALUMEN DE POTÁSSIO A PARTIR DE LATAS DE ALUMÍNIO
I. OBJETIVO
Reciclar latinhas de alumínio e sintetizar o alúmen de potássio. 
II. FUNDAMENTOS TEÓRICOS
Alúmen de potássio, sulfato duplo de alumínio e potássio, KAl(SO4)2.12H2O, na forma de um mineral é denominado Kalinita, um sulfato duplo de alumínio e potássio, encontra-se disponível na natureza. Por outro lado, quando se misturam duas soluções aquosas, quente, de sulfato de alumínio e de sulfato de potássio e resfria-se a solução resultante podemos observar cristais, que normalmente são octaédricos, do mesmo sulfato duplo de alumínio e potássio. Alúmens são compostos iônicos que cristalizam a partir de soluções que contem o íon sulfato, um cátion trivalente, normalmente Al3+, Cr3+ ou Fe3+ e um cátion monovalente, geralmente K+, Na+ ou NH4+ [1]. 
O alúmen de potássio é o principal constituinte da pedra-ume, historicamente chamada pedra alúmen. O alúmen de potássio é o principal constituinte da pedra-ume - mas não o único, pois a pedra-ume pode conter outros alúmens, como alúmen de sódio. É comumente usado em purificação de água, curtimento de couro, têxteis a prova de fogo, e produção de pão. Tem aplicação em fotografia como endurecedor da gelatina e emulsões. Tem também usos em cosméticos como desodorante e no tratamento pós-barba. O alúmen encontra aplicação como um mordente, na preparação de lacas para aderir ao papel artesanal e na clarificação de líquidos turvos (como agente floculante) [1].
A reação de formação deste material é:
K+(aq) + Al3+(aq) + 2(SO4)2-(aq) + 12H2O(l) KAl(SO4)2.12H2O(s)
Podemos obter o mesmo composto na forma de cristais, que normalmente são octaédricos, quando se misturam duas soluções aquosas, quentes, de sulfato de alumínio e de sulfato de potássio e resfria-se a solução resultante. 
III. MATERIAIS E MÉTODOS
A. Materiais 
1. Uma lata de alúminio cortada em retângulos de 6 x 7 cm. Cada grupo de alunos deverá providenciar a sua própria lata.
2. Os reagentes utilizados são: 50 mL de KOH 1,5 mol L-1, 20 mL de H2SO4 9 mol L -1, solução etanol água 1:1.
3. Os materiais a serem utilizados são: 2 béqueres de 250 mL, 1 béquer de 150 mL, balança analítica, capela, chapa de aquecimento, funil de Bückner, papel de filtro, bastão de vidro, banho de gelo, bico de Bunsen, termômetro, fio de nylon (para pesca) ou linha de costura, filme plástico.
B. Procedimento Experimental
1. Recorte esse pedaço de alumínio em pequenas partes, para aumentar a área de superfície e facilitar a reação. Pese aproximadamente 1,00 g do alumínio, com precisão de ≈ 0,01 g. Coloque a massa de alumínio em um béquer de 250 mL e adicione 50 mL de solução KOH(aq) 1,5 mol.L-1. Observe a liberação de hidrogênio. Este procedimento deve ser realizado na capela química, com o exaustor ligado, pois hidrogênio (H2(gás)) é muito inflamável e muito explosivo! 
2. Coloque o béquer sobre uma chapa de aquecimento e aqueça um pouco para aumentar a velocidade da reação. Não utilize a chama do Bico de Bunsen, pois H2(g) é muito inflamável e muito explosivo! Durante a reação a solução que era inicialmente incolor, torna-se escura e quando parar de borbulhar hidrogênio é indicativo que a reação deva estar completa. 
3. Filtre a solução quente, transferindo-se o conteúdo do béquer para um funil de Bückner, com a ajuda de um bastão de vidro. Todo o resíduo escuro deverá ficar retido no papel de filtro, o qual deve ser descartado em local adequado, deixando o filtrado incolor, para ser utilizado a seguir. Caso a solução não esteja límpida, realize nova filtração. 
4. Transfira o filtrado, do kitassato para um béquer limpo. Com cuidado, e sob agitação, adicione 20 mL de H2SO4 9 mol L-1 a essa solução. Observe que, inicialmente aparecerá um ppt de [Al(OH)3] que dissolverá quando mais ácido for adicionado. Note que a solução aquecerá, devido à reação ácido–base ser exotérmica, mas caso seja necessário aqueça a solução, por 2-5 minutos, com agitação (utilize um bastão de vidro para agitar a solução) para completar a reação. Se depois desse tempo permanecer algum sólido, filtre a mistura e conserve o filtrado incolor, para posterior obtenção dos cristais do alúmen. 
5. Prepare um banho de gelo/água e coloque o béquer com o filtrado nesse banho por cerca de 15 a 20 minutos. Durante o resfriamento da solução atrite constantemente o fundo e as paredes internas do béquer com um bastão de vidro para iniciar a precipitação do alúmen. Desse modo, cristais do alúmen irão se formar e devem ser filtrados. Despreze o filtrado e lave os cristais com cerca de 30 mL (em porções de 10 mL) de uma mistura resfriada de Etanol: Água (1:1). Terminada a filtração e secagem dos cristais do alúmen, determine a sua massa e calcule o rendimento da síntese.
6. Transferir o alúmen obtido para um béquer de 150 ou 250 mL;
7. Calcular a quantidade de água necessária para dissolver a massa de alúmen transferida, considerando-se que são necessários 7 mL de água para cada grama de alúmen. Usar a quantidade de água calculada na dissolução do sal, aquecendo-se a solução a cerca de 60 °C e controlando-se a temperatura com um termômetro;
8. Resfriar a solução até uma temperatura abaixo de 30 °C;
9. Amarrar um pequeno cristal de alúmen (gérmen) num fio de náilon fino e fixado num pedaço de papel perfurado ou filme plástico de PVC. Mergulhar o gérmen na solução de modo a ficar aproximadamente no centro da mesma;
10. Deixar o sistema em repouso por uma semana, até obter um cristal de forma octaédrica.
11. Após o experimento, a solução sobrenadante pode ser concentrada por evaporação do solvente para recuperar parte do sal de alúmen dissolvido.
Figura 1 – Esquema do sistema utilizado para crescimento de cristal de alúmen.
IV. BIBLIOGRAFIA
1. CONSTANTINO, V.R.L. ARAKI, K.; SILVA, D.O.; OLIVEIRA, W. Preparação de compostos de alumínio a partir da bauxita: considerações sobre alguns aspectos envolvidos em um experimento didático. Química Nova, vol. 25, n. 3, p. 490-498, 2002.
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