Relatório de Inorgânica - Prática 9 - Halogênios - Gabriel, Emanuele, Joan, José, Rwan

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ
DEPARTAMENDO DE CIÊNCIA EXATAS E TECNOLÓGICAS
ENGENHARIA QUÍMICA
 
HALOGÊNIOS
EMANUELE S. PRAZERES (201210653)
GABRIEL A.C. GONÇALVES (201310343)
JOAN S. SANTOS (201310767)
JOSÉ JOAQUIM B.A.R. DE OLIVEIRA (201311000)
RWAN ÁLLEFE DE J. MUNIZ (201210128)
ILHÉUS – BAHIA
2015
EMANUELE S. PRAZERES (201210653)
GABRIEL A.C. GONÇALVES (201310343)
JOAN S. SANTOS (201310767)
JOSÉ JOAQUIM B.A.R. DE OLIVEIRA (201311000)
RWAN ÁLLEFE DE J. MUNIZ (201210128)
HALOGÊNIOS
Relatório apresentado como parte dos critérios de avaliação da disciplina CET982 – QUÍMICA INORGÂNICA. Turma P06.
Data de execução do experimento: 03/09/2015.
Professor: Rodrigo Luis.
ILHÉUS – BAHIA
2015
INTRODUÇÃO
Os halogênios (Grupo 17 ou família VII) são formados pelos elementos Flúor, Cloro, Bromo e Iodo. Eles são encontrados na natureza na forma combinada por sua alta reatividade. Os elementos desse grupo mostram-se bastante semelhantes, todos possuem sete elétrons no nível mais externo, e, ou adquirem um elétron por formação de uma ligação iônica, ou formam uma ligação covalente, completando assim seu octeto eletrônico. [1]
Os pontos de fusão e ebulição destes elementos aumentam com o aumento do número atômico. Flúor e Cloro são gases, Bromo é líquido, e o Iodo é um sólido. Todos eles formam moléculas diatômicas. (...) o aumento do tamanho leva a uma interação menos efetiva entre os orbitais. Esta tendência é observada na sequência Cl2, Br2 e I2. (...) As energias de ionização dos halogênios são muito altas, o que indica que é reduzida a tendência de perder elétrons. (LEE, 1980, pág. 258).
Os halogênios formam variações lentas das propriedades químicas de cima para baixo no grupo. A maioria dos elementos metálicos reage muito bem com os halogênios, formando compostos muito estáveis. Se o átomo metálico for relativamente grande e tiver número de oxidação +1 ou +2, a ligação do haleto será iônica, enquanto, se o átomo metálico ou semi-metálico possuir um número de oxidação mais alto formará uma ligação com maior caráter covalente. [2]
Solubilidade
A mistura de duas substâncias pode formar misturas homogêneas (com apenas uma fase) ou heterogêneas (com mais de uma fase), de acordo com a solubilidade das moléculas. A solubilidade de um composto depende principalmente da polaridade do soluto e do solvente. Sendo que solventes polares tem tendência a dissolver solutos polares; e solventes apolares tem tendência a dissolver solutos apolares. A mistura de clorofórmio com água, por exemplo, gera uma mistura heterogênea, já que a água é uma substância polar, e o clorofórmio uma substância apolar. [3, 4]
Além da polaridade, outros fatores influenciam na solubilidade dos compostos, bem como as forças de atração intermoleculares e o tamanho das cadeias carbônicas. Por exemplo, a sacarose se dissolve em água porque seu grupo OH realiza ligações de hidrogênio com as moléculas da água. Já compostos como o ácido acético, por exemplo, possuem uma parte polar e outra apolar, fazendo com que se solubilizem em água. [4]
MATERIAIS E MÉTODOS
Materiais
Béquer;
Suporte universal com garra;
Chapa de aquecimento;
Kitassato;
Mangueira;
Aquecedor;
Tubos de ensaio;
Estantes;
Papel tornassol (vermelho/azul);
Pipeta graduada.
Reagentes
Dióxido de Manganês (MnO2 (s));
Ácido Clorídrico (HCl 0,1M);
Iodeto de Potássio (KI 0,1M);
Brometo de Potássio (KBr 0,1M);
Clorofórmio/Triclorometano (CHCl3 0,1M);
Nitrato de Prata (AgNO3 0,1M).
Métodos
Parte I – Obtenção da água de cloro
Foi montada aparelhagem em capela, com kitassato fixo ao suporte sobre o aquecedor. No kitassato, foram misturados uma espátula de Dióxido de Manganês sólido e 2mL de Ácido Clorídrico. A mistura foi aquecida com o kitassato vedado, e uma mangueira ligada ao seu orifício lateral conduzia o gás formado a um béquer contendo 100mL de água destilada. Deixou-se borbulhar por cerca de 2 minutos.
Parte II – Testes para o Cloro, Bromo e Iodo
Ao tubo de ensaio, identificado como Tubo 01, foi adicionado 2mL da “água de cloro”, produzida no item anterior. Esta solução teve seu nível de acidez testado por meio do papel tornassol.
Ao Tubo 02, foram adicionados 1,5mL de água de cloro e 1,5 de solução de Iodeto de Potássio 0,1M. A mistura foi agitada e observada. Adicionou-se 1mL de Clorofórmio. Agitou-se. Observou-se.
Ao Tubo 03 foram adicionados 1,5mL de água de cloro e 1,5mL de solução de Brometo de Potássio 0,1M. A mistura foi agitada e observada. Adicionou-se 1mL de Clorofórmio. Agitou-se. Observou-se.
Ao Tubo 04, foram adicionados 1,0mL de solução de Iodeto de Potássio 0,1M e 1,0mL de solução de Nitrato de Prata. A mistura foi agitada e observada.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Parte I – Obtenção da água de cloro
Para a obtenção da Água de Cloro é necessário reagir o gás Cloro com a Água Destilada. Para tanto, empregou-se a reação do Dióxido de Manganês com o Ácido Clorídrico para que resultasse no gás Cloro, conforme a equação descrita abaixo:
O gás Cloro, ao ser borbulhado na Água Destilada presente no béquer, começa a reagir, resultando no Ácido Hipocloroso (HClO) e Ácido Clorídrico (HCl), conforme a reação descrita abaixo:
Parte II – Testes para o Cloro, Bromo e Iodo
Ao Tubo 01 adicionou-se 2mL da Água de Cloro obtida anteriormente. Como demonstrado na Parte I, ao borbulhar gás Cloro na Água Destilada há formação de dois ácidos, o Ácido Hipocloroso (HClO) e o Ácido Clorídrico (HCl), acarretando, portanto no abaixamento do pH da solução que outrora estava neutra. 
Após expor ambos os papeis à solução de Água de Cloro, o Papel Tornassol Azul ficou levemente rosa, indicando alteração o pH da solução, sendo caracterizada como ácida, conforme era esperado.
No Tubo 02, ocorreu primeiramente a reação de 1,5mL de Água de Cloro com 1,5mL de KI (0,1 M). Esta reação provocou mudança na coloração da solução, tornando-a amarelada devido à presença do KCl, conforme indicado na equação abaixo:
Ao adicionar 1mL de Clorofórmio (CHCl3), há formação de duas fases, onde a primeira é de coloração amarelada e a sendo a segunda translúcida, contendo o Clorofórmio.
Ao agitar, o Iodo, que é pouco solúvel em água (0,3 g/L) e estava na primeira fase, entra em contato com o Clorofórmio da segunda fase, sendo, portanto, solubilizado no mesmo, mudando a coloração da segunda fase para a tonalidade violeta, característica do Iodo solubilizado.
No Tubo 03, ocorreu primeiramente a reação de 1,5mL de Água de Cloro com 1mL de KBr (0,1 M). Não foi observada mudança de coloração da solução nesta reação, apesar da presença de KCl, conforme indicado na equação abaixo:
Ao adicionar 1mL de Clorofórmio (CHCl3) há formação de duas fases igualmente incolores e translúcidas, sendo a segunda, que contém o Clorofórmio, aparentemente mais viscosa que a primeira fase.
Ao agitar, o Bromo, que é pouco solúvel em água (35 g/L) e estava na primeira fase, entra em contato com o Clorofórmio da segunda fase, sendo, portanto, solubilizado no mesmo, contudo não há alteração na coloração da solução.
No Tubo 04 foi adicionado 1mL de KI, que é incolor, com 1mL de AgNO3, também incolor. Esta reação ocasionou a mudança na coloração da solução, tornando-a levemente amarelada e resultando na formação de precipitado, conforme indicado na equação abaixo:
Após agitação e repouso, o precipitado acumulou-se no fundo do tubo de ensaio, evidenciando a formação do sólido insolúvel.
CONCLUSÃO
Conforme acima descrito, foi obtido água de cloro através da reação do Dióxido de Manganês com o Ácido Clorídrico. O sucesso dessa reação ficou evidenciado pela alteração do pH da água, identificado pela mudança da cor do Papel Tornassol Azul, e pelos testes realizados nos Tubos de Ensaio 02, onde houve a separação do Iodo, que foi posteriormente solubilizado pelo Clorofórmio que adquiriucoloração violeta típico da reação com o iodo.
No Tubo de Ensaio 03, era esperado que também ocorresse a separação do halogênio, conforme a reação que foi apresentada. Porém, como o Bromo não apresenta cor característica na reação, não foi possível visualizar esta reação.
Já no Tubo de Ensaio 04, não foi usado água de cloro, e obteve-se o precipitado AgI, pela reação do KI com o AgNO3, sendo um precipitado de coloração amarelada.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] ATKINS, Peter William; JONES, Loretta. Princípios de Química: Questionando a vida moderna e o meio ambiente. 3. Ed. Porto Alegre. Bookman, 2006. 914 p. ISBN 8536306688 (enc.)
[2] LEE, J. D.; MAAR, Juergen Heinrich. Química Inorgânica: um novo texto conciso. São Paulo. Ed. Edgard Blucher, 1980. 507p.
[3] POENC – Instituto de Química. Polaridade e Solubilidade.
Disponível em: http://goo.gl/skP6k7
Acesso em: 10/09/2015
[4] FOGAÇA, J. R. V.; Solubilidade dos Compostos Orgânicos.
Disponível em: http://goo.gl/HpSyKm
Acesso em: 10/09/2015
[5] OLIVEIRA, R. da S.; AFONSO, J. C.; Elemento Químico: Bromo, Química Nova na Escola, Vol. 35, nº1, p.66-67. Fevereiro/2013.