relatorio 4 - halogênios

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ
DEPARTAMENDO DE CIÊNCIA EXATAS E TECNOLÓGICAS
ENGENHARIA QUÍMICA
EXPERIMENTO 9 – HALOGÊNIOS
CAROLINE DA COSTA PAGANI
(201310339)
ISABELLA PORTO OLIVEIRA
(201311197)
ILHÉUS - BA
2015
CAROLINE DA COSTA PAGANI (201310339)
ISABELLA PORTO OLIVEIRA (201311197)
HALOGÊNIOS
Relatório apresentado como parte dos critérios de avaliação da disciplina CET982 – no curso de Engenharia Química - Turma P05. Dia de execução do experimento: 03/09/2015.
Professor: Rodrigo Luis Santos
ILHÉUS - BA
2015
INTRODUÇÃO
O grupo dos halogênios  (do grego: formador de sais) corresponde a 7A das tabelas periódicas .Tal grupo é composto pelos elementos Flúor, Cloro, Bromo, Iodo e Astato, os quais possuem gases nobres correspondentes à adição de um elétron na camada de valência em cada elemento são, respectivamente: Neônio, Argônio, Kriptônio, Xenônio e Randônio.[1]
Devido ao fato de necessitarem de somente um elétron para se tornarem estáveis isoladamente, os elementos desse grupamento são altamente eletronegativos e tendem a formar ligações fortes com metais do grupo 1A (Metais Alcalinos) e 2A (metais alcalinos terrosos) geralmente iônicas.[2]
A eletronegatividade decresce no grupo de cima para baixo, logo o Flúor é o mais eletronegativo (4,0 na escala de Pauling) e o Astato o menos eletronegativo (2,2 na mesma escala).O estado de agregação desses elementos é variado, sendo o Flúor e o Cloro gasosos, o Bromo líquido e, o Iodo e o Astato sólidos. Todos, com exceção do Astato, possuem atomicidade 2, ou seja, na natureza encontra-se (mesmo que dificilmente, devido a alta reatividade dos halogênios) F2 (gás flúor) e não F, I2 (sólido Iodo) e não l: apenas o Astato é monoatômico. A explicação dessa diversidade de estados físicos para um mesmo tipo de elementos está na densidade eletrônica de cada um: quanto maior o número atômico maiores as forças intermoleculares, sendo assim, explica-se o porquê de o Flúor (Z = 9) ser gasoso e o Iodo (Z = 53) ser sólido.
Juntamente com o aumento de densidade eletrônica, estão a densidade específica e os pontos de fusão e ebulição: pode-se especular que o Astato seria o mais denso e menos volátil dos halogênios (PF = 302°C e PE =337°C), entretanto, sendo o elemento mais raro do mundo (existem cerca de 28g ao redor do globo) esses dado são desconhecidos ou imprecisos, logo, ao Iodo (d = 4,94 g/cm³, PF = 114°C, PE = 184°C) é dado o título de mais denso e menos volátil do grupo 7A.
Os halogênios, de maneira geral, são altamente reativos e tóxicos aos organismos. Sendo empregados no tratamento de ferimentos (Iodo), na purificação da água (Cloro) ou na limpeza dentária (Flúor) devido a essas características. O único composto não-tóxico é o Iodo, pois é fundamental ao bom funcionamento do sistema hormonal humano, no entanto, se em contato com a pele pode ocasionar lesões, e seu vapor é irritante aos olhos e mucosas. Já o Astato, por possuir radioisótopos de meias-vidas muito curtas, frequentemente é sintetizado pelo bombardeamento de bismuto com partículas alfa.
OBJETIVOS
Verificar, experimentalmente algumas propriedades dos halogênios.
MATERIAIS E MÉTODOS
A seguir serão apresentados os materiais e os métodos usados neste experimento.
Materiais
Tubos de ensaio;
Estantes;
Bico de Bunsen;
Suporte universal com garra;
Kitassato;
Bastão de vidro;
Béquer;
Aquecedor;
Papel de tornassol;
Espátula;
Reagentes
Dióxido de manganês (MnO2);
Ácido clorídrico concentrado (HCl);
Água de cloro;
Iodeto de potássio (KI);
Brometo de potássio (KBr);
Clorofórmio;
Nitrato de prata (AgNO3);
Métodos
Procedimento 
Parte 1 - Obtenção da água de cloro:
Montou a aparelhagem em uma capela.
Foi colocado uma ponta de espátula de MnO2 em um frasco com saída lateral.
Adicionou 2 ml de ácido concentrado. Tampar o frasco e aquecer.
 Recolheu o gás cloro no béquer contendo 100 ml de água destilada. Deixou borbulhar o gás durante dois minutos.
Desligou o aquecimento e retirou o béquer após o borbulhamento terminar e reservou água de cloro para os ensaios posteriores.
Parte 2 – Testes para o cloro, bromo e iodo.
Colocou 2 ml de água de cloro em um tubo de ensaio e mergulhou uma tira de papel de tornassol e observou por alguns 5 minutos.
Foi colocado 1,5 ml de água de cloro em um tubo de ensaio e adicionou 1,5 ml de solução de KI ,0,1M.Agitou e observou. Foram adicionados 1,5 ml de clorofórmio agitou e observou.
Foi adicionado 1,5 ml de KBr 0,1M em um tubo de ensaio com água de cloro. Agitou e observou. Adicionou 1 ml de clorofórmio. Agitou e observou.
Adicionou 1ml de solução de KI em um tubo de ensaio e adicionou 1ml de solução de AgNO3.Agitou e observou.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
A magnetita foi formada em duas etapas, e elas estão apresentadas a seguir:
1ª Parte:
É misturado Sulfato Férrico de Amônio e Sulfato Ferroso em meio alcalino (hidróxido de amônio):
FeSO4.7H2O (aq.) + 2 NH4OH (aq.) 4 7H2O (l) 
FeNH4(SO4)2.12H2O(aq.) + 3NH4OH (aq.)
 NH4 (g) + 212H2O 
2ª Parte:
Após a formação de hidróxido de ferro (II) e (III) em estado amorfo, é aquecido e espontaneamente é formado em magnetita. Após levado a estufa, a água é evaporada e sobra apenas a magnetita sólida.
 
Para determinar a quantidade consumida de cada reagente precisamos da quantidade de magnetita encontrada. Ao pesar o papel de filtro encontrou-se o valor de 1,1283g. Ao fim do processo pesou-se o papel de filtro mais a magnetita e encontrou um valor total de 1,1430g. Logo:
m papel de filtro - m papel + magnetita = 0,0147g
mmagnetita= 0,0147g.
Agora pode-se encontrar a quantidade de cada reagente utilizado a partir de calculo estequiométrico.
1mol de magnetita -----------------------------------231g
X ------------------------------------0,0147g
X = 63,64.10-6mol
Em 0,0147 g exite 63,64.10-6mol.Agora pode-se achar a quantidade consumida de cada reagente.
FeNH4(SO4)2.12H2O(48g/l)
MM=481,8g/l 
Foram utilizados 2mL de FeNH4(SO4)2.12H2O.A partir da concentração dada pode-se achar a quantidade máxima desse reagente.
48g --------------------- 1L
X -------------------------2.10-2L
X = 96.10-3g
Com a quantidade de magnetita encontrada pode-se achar o quanto da quantidade foi consumida. Sabendo que a proporção entre o reagente e a magnetita é 1:1
481,8g ---------------------------1L
X ---------------------------------63,64.10-6mol
X = 30,6.10-3 g
FeSO4.7H2O (24g//l)
 MM=277,84g/mol
Foram utilizados 2mL de FeSO4.7H2O.A partir da concentração dada pode-se achar a quantidade máxima desse reagente.
24g ------------------1L
X ---------------------2.10-3L
X =48.10-3g
Com a quantidade de magnetita encontrada pode achar o quanto da quantidade foi consumida. Sabendo que a proporção entre o reagente e a magnetita é 1:1
277,84g --------------------------- 1mol
X -------------------- 63,64.10-6mol
X = 17,6.10-3 g
NH4OH(80mL/L)
 MM= 35g/mol
80mL ------------------------- 1L
X ------------------------------10.10-3L
X = 0,8 mL (quantidade máxima de reagente)
35 g ---------------------- 1mol
X --------------------------63,64.10-6mol
X =0,0223g(quantidade encontrada na reação para a quantidade de magnetita encontra)
Para calcular o valor esperado da síntese de magnetita usamos a seguinte equeção
	
	MM(g/mol)
	Massa(g)
	Fe(OH)2
	89,87
	57,1.10-3
	e(OH)3
	106,88
	68,0.10-3
O reagente limitante é o Fe(OH)2..Como a proporção é 1:1, o valor esperado da magnetita deveria ser 0,0571g .O erro foi de 38,82 %.
 Fazendo a distribuição eletrônica do ferro, poderemos mostrar e explicar as suas propriedades magnéticas. Temos na magnetita o .
A configuração do ferro é mostrada a seguir, e podemos perceber que o orbital3 é o orbital que não possui todos os elétrons emparelhados. Por possuir elétrons desemparelhados, o ferro é facilmente atraído por um campo magnético.
Fe (Z=26) 1 2 2 3 3 4 3
	
	
	
	
	
3
Feita a configuração do átomo de Fe, vamos retirar dois elétrons do orbital 4s que é o mais energético. Em decorrência da saída desses dois elétrons, a configuração do íon tem agora 24 elétrons, mas ainda possui elétrons desemparelhados que são atraídos por um campo magnético. 
 (Z=24) 1 2 2 3 3 3 
	
	
	
	
	
3
Para formar o íon, o ferro perde três elétrons, sendo dois elétrons retirados do orbital 4s e um elétron de um dos orbitais 3d, resultando na configuração que também possui elétrons desemparelhados. 
 (Z=23) 
	
	
	
	
	
3
O magnetismo do ferro não recebe a classificação de paramagnético ou diamagnético, eles são ferromagnéticos ou antiferromagnéticos por terem distribuições mais ordenadas, gerando os materiais que, respectivamente, são formas mais intensas e menos intensas de manifestações do paramagnetismo.
CONCLUSÃO
Ao fim, sintetizamos 0,0147g de magnetita, onde pelo nosso cálculo teórico, deveríamos ter formado 0,0571g, um erro de 38,82%.O que podemos afirmar diante desse rendimento é que devido o filtro de papel ter os poros grandes e no momento da filtragem, um pouco do líquido ter passado por atrás do papel filtro, sem ser filtrado e um pouco fora. Também obtivemos perdas na secagem pela estufa, assim eliminamos os vestígios de água, porém algumas partes do papel podem ter queimado o que causou esse resultado, pois a massa do papel filtro+magnetita é a que foi usada para nossos cálculos experimentais. 
Em suma, as reações para a preparação da magnetita foram bem sucedidas. Por meio dos experimentos foi possível efetuar as análises necessárias nas diferentes etapas dos procedimentos. E, através dos resultados obtidos foi possível a resolução do cálculo do rendimento experimental, através do que foi obtido, em relação a massa teórica a ser obtida. Assim, atingindo o objetivo da aula prática.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
 [1] HEIN, Morris; ARENA, Susan, Fundamentos de Química Geral,Tradutor: Geraldo Gerson Bezerra de Souza, Roberto de Barros Faria, 9ª Edição, LTC, 1996.
[2] LEE, J. D. Química Inorgânica não Tão Concisa, 5. ed, Trad. Toma et al., São Paulo: Edgard Blucher Editora Ltda, 1996, p. 131-134.