Relatório 4 Síntese do alúmen de potássio

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO TRIÂNGULO MINEIRO 
Instituto de Ciências Tecnológicas e Exatas 
 
 
 
Fernanda de Souza Freitas 
Gustavo Henrique Mendonça Soares 
Leonardo Carvalho Siqueira 
Matheus Teixeira Romagnoli 
Monise Fernanda Maciel Melin 
Tásila Castro Ferreira 
Vitor Bambozzi Dall Acqua 
 
 
 
Experimento nº: 04 
 
 
Síntese do alúmen de potássio, KAl(SO4)2.12H2O 
 
 
 
Prof. Benecildo Amauri Riguetto 
Disciplina: Laboratório de Química 
 
 
 
 
 
 
 
Uberaba – MG 
28/09/2015 
 
 
Fernanda de Souza Freitas 
Gustavo Henrique Mendonça Soares 
Leonardo Carvalho Siqueira 
Matheus Teixeira Romagnoli 
Monise Fernanda Maciel Melin 
Tásila Castro Ferreira 
Vitor Bambozzi Dall Acqua 
 
 
 
 
 
Experimento 04: Síntese do alúmen de potássio, KAl(SO4)2.12H2O 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Uberaba – MG 
28/09/2015 
Relatório apresentado ao Prof. Benecildo 
Amauri Riguetto, para a matéria 
(Laboratório de Química) ministrada no 
segundo semestre do ano de 2015. 
Apresentado na Universidade Federal do 
Triângulo Mineiro, como requisito parcial 
para composição das notas da própria 
matéria. 
Professor: Benecildo Amauri Riguetto. 
 
RESUMO 
 
Neste experimento, realizar a síntese de um sal duplo, utilizar Folha de alumínio. Efetuar 
filtrações por gravidade, utilizar funil, papel de filtro e filtração a vácuo, utilizar funil de 
buchner, papel de filtro e bomba a vácuo, separação de uma mistura sólido-líquido. Para 
determinar o rendimento percentual da reação. 
 
Palavras-chave: Filtração simples, Filtração à vácuo, rendimento percentual da reação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sumário 
1.INTRODUÇÃO.......................................................................................................... 5 
2.OBJETIVOS .............................................................................................................. 7 
3. PARTE EXPERIMENTAL .................................................................................. 7 
3.1 Materiais e Reagentes........................................................................................................... 7 
3.2 MÉTODOS....................................................................................................................... 8 
3.2.1 Procedimento Experimental ............................................................................................ 8 
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO ........................................................................... 10 
4. 1. SÍNTESE DO ALUMÉM DE POTÁSSIO ......................................................................... 10 
4.2 CARACTERIZAÇÃO DO MATERIAL OBTIDO ............................................................... 11 
4.2.1 Íon Potássio ................................................................................................................. 11 
4.2.2 Íon Alumínio ............................................................................................................... 11 
4.2.3 Íon Sulfato .................................................................................................................. 11 
4.3. PROPRIEDADES ABSORVENTES.................................................................................. 11 
5. CONCLUSÕES .................................................................................................... 12 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...................................................................... 12 
ANEXO ........................................................................................................................ 13 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
 
Os sais duplos são compostos cristalinos que podem ser obtidos através de certas reações 
de neutralização específicas e também pela cristalização conjunta de dois sais em solução 
aquosa. Assim, quando um ácido poliprótico neutraliza duas bases diferentes, produz-se um sal 
duplo. Como exemplo, tem-se a reação do ácido sulfúrico com os hidróxidos de sódio e de 
potássio, produzindo o sulfato de potássio e sódio; esta reação é representada através da 
seguinte equação química: 
 
KOH (aq) + NaOH (aq) + H2SO4 (aq) → KNaSO4 (aq) + 2H2O (l) 
 
Da mesma forma, quando uma base polihidroxílica reage com ácidos diferentes, 
também, 
produz-se um sal duplo. A reação de neutralização dos ácidos clorídrico e sulfúrico pelo 
hidróxido de alumínio é um exemplo disso, conforme mostra a seguinte equação: 
 
Al(OH)3 (s) + H2SO4 (aq) + HCl (aq) → AlSO4Cl (aq) + 3H2O (2) 
 
A obtenção de um sal duplo pela cristalização conjunta de dois sais em solução aquosa 
pode 
ser feita misturando-se soluções de dois sais seguida, concentrando-se a solução resultante 
através da evaporação da água. À medida que a solução perde água, em vez de precipitar 
inicialmente o sal menos solúvel em água (KCl) e depois o mais solúvel (MgCl2), formam-se 
cristais de uma substância diferente (KMgCl3.6H2O), chamada sal duplo, onde o estado de 
oxidação dos íons presentes é conservado. É importante destacar que essas substâncias 
apresentam composição estequiométrica constante e bem definida, isto é, para uma certa 
quantidade de um dos íons, existe sempre uma mesma quantidade dos demais íons que 
compõem o sal duplo. Além disto, quando os cristais dessas substâncias são dissolvidos em 
água, a solução resultante $apresenta todas as reações características dos três íons que 
constituem o sal duplo, da mesma forma que para os correspondentes sais simples. 
Existe um grande número de sais duplos que são denominados alúmens. Estes são sais 
duplos hidratados, contendo um cátion monovalente, um cátion trivalente e o íon sulfato como 
ânion. Os compostos em que o cátion trivalente é o alumínio são sais duplos típicos, daí a razão 
do nome alúmem para essas substâncias. A fórmula geral dos alúmens é 
M+M3+(SO4)2.12H2O, onde M+ pode ser qualquer cátion monovalente, com exceção do Li+ 
(geralmente Na+, K+, ou NH4 +) e M3+ principalmente os seguintes cátions trivalentes: Al3+, 
Cr3+, Fe3+, Ti3+ ou Co3+. Com relação às doze moléculas de água de hidratação ou 
cristalização, seis estão associadas ao cátion monovalente e as demais ao cátion trivalente. 
O sal duplo a ser sintetizado na presente experiência é o sulfato de alumínio e potássio, 
KAl(SO4)2.12H2O, também conhecido como alumém de potássio. Para sua obtenção, 
inicialmente, alumínio metálico é dissolvido numa solução aquosa de hidróxido de potássio, de 
acordo com a seguinte equação química: 
 
2Al (s) + 2KOH (aq) + 6H2O (l) → 2KAl(OH)4 (aq) + 3H2 (g) (3) 
 
a solução resultante é, então acidificada com ácido sulfúrico. Primeiro, ocorre precipitação de 
hidróxido de alumínio, descrita pela equação química: 
 
2KAl(OH)4 (aq) + H2SO4 (aq) → K2SO4 (aq) + 2Al(OH)3 (s) + 2H2O (4) 
 
em seguida, ao se aquecer o hidróxido de alumínio na presença de excesso de ácido sulfúrico, 
ocorre uma reação descrita pela seguinte equação química: 
 
4Al(OH)3 (s) + 3H2SO4 (aq) → Al2(SO4)3 (aq) + 2Al(OH)3 (s) + 6H2O (5) 
 
Agora, estando os íons potássio, alumínio e sulfato em solução, ocorre a formação do 
sulfato 
de alumínio e potássio descrita pela equação química: 
 
K2SO4 (aq) + Al2(SO4)3 (aq) + 6H2O (l) → 2KAl(SO4)2.12H2O (s) (6) 
 
a equação química global que representa a síntese do alumén de potássio e: 
 
2Al (s) + 2KOH (aq) + 22H2O (l) + 4H2SO4 (aq) → 2KAl(SO4)2.12H2O (s) + 3H2 (g) (7) 
 
O alumém de potássio é um salduplo de grande importância industrial, sendo muito 
utilizado na tintura de tecidos, purificação de águas, clarificação de açúcar etc. 
 
 
 
 
 
 
2. OBJETIVOS 
 
Realizar a síntese de um sal duplo. Efetuar filtrações por gravidade e a vácuo de uma 
mistura sólido-líquido. Determinar o rendimento percentual da reação. 
 
 3. PARTE EXPERIMENTAL 
3.1 Materiais e Reagentes 
Utilizou-se os seguintes reagentes, vidrarias e equipamentos: 
 - Argola para filtração 
 - Balança analítica 
 - Bastão de vidro 
- Béquer de 50 mL 
 -Béquer de 250 mL 
- Bico de Bunsen 
 - Espátula 
 - Funil de Büchner 
- Papel alumínio 
- Papel de filtro 
- Suporte universal 
 - Tecido de algodão branco 
 - Tela de amianto 
- Tripé - Tubos de ensaio 
- Água destilada 
- Ácido sulfúrico 
- Gelo 40 
- Hidróxido de amônio 
- Hidróxido de potássio (4 M) 
3.2 MÉTODOS 
3.2.1 Procedimento Experimental 
 Inicialmente cortou-se uma tira de papel alumínio e a separou em pedaços, pesou-se, 
com precisão, uma massa de 0,4227g destes. Colocou-se os pequenos pedaços cortados em um 
béquer de 250 mL e adicionou-se cuidadosamente, com o auxílio de um bastão de vidro, 15mL 
de solução 3,0 mol.L-1 de hidróxido de potássio (KOH) e misturou-se lentamente. 
Houve efervescência instantes após o momento da mistura, que pode ser explicada em 
razão do desprendimento de gás oxigênio que ocorre no contato entre a solução de hidróxido 
de potássio e o alumínio. Uma vez que o papel alumínio dissolveu-se totalmente não foi 
necessário aquecer a solução para se atingir tal fim. Filtrou-se a mistura e coletou a mesma em 
um béquer de 250 mL. 
Posteriormente deixou-se a solução resfriar até a temperatura ambiente e adicionou-se, 
com o auxílio de um bastão de vidro e sob agitação contínua, 10 mL de solução 6 mol.L-1 de 
ácido sulfúrico (H2SO4 ). Observou-se então a precipitação de hidróxido de alumínio, Al(OH)3 
. Tornou-se a aquecer lentamente a solução até que o precipitado reagisse e, então, retirou-se a 
solução do aquecimento. Deixou-se resfriar até a temperatura ambiente, e em seguida colocou-
se a mistura em banho de gelo. Após certo tempo foi observado a formação de cristais. Filtrou-
se a vácuo os cristais obtidos com um papel de filtro previamente pesado e uma vez que foram 
bem formados não houve necessidade de lavá-los com etanol gelado para obter maior 
quantidade de cristais da forma desejada. Em seguida, preparou-se uma solução dissolvendo-se 
aproximadamente 0,5g de alúmen de potássio em 20 mL de água destilada e utilizando um 
conta gotas colocou-se 1 mL dessa solução em três tubos de ensaio. No primeiro tubo, inseriu-
se a aste de uma das escovas usadas no laboratório, de modo a ficar banhada pela solução, e 
posteriormente colocou-se a mesma na zona oxidante da chama do bico de Bunsen, onde 
observou-se após alguns instantes, uma mudança na coloração da chama. 
No segundo tubo, adicionou-se hidróxido de sódio (NaOH) a 0,1 mol.L-1 lentamente até 
que todo precipitado fosse dissolvido. Formando um precipitado levemente esbranquiçado,com 
uma consistência de gel, que após a adição de mais hidróxido de sódio, dissolveu-se. No 
segundo, adicionou-se cloreto de bário (BaCl) a 0,1 mol.L-1 novamente até que todo o 
precipitado dissolvesse. Observando a formação de um precipitado leitoso branco. 
Enfim, cortou-se dois pedaços de algodão cru. Em seguida, umedeceu-se um 1 pedaço 
do tecido com solução de 10% de alúmen de potássio e deixou-se escorrer o excesso, 
posteriormente lavou-se o mesmo com uma solução de hidróxido de amônio . Após 5 minutos, 
mergulhou- se o tecido “tratado”, e em seguida o tecido não tratado, em solução de corante 
roxo. Lavou-se os dois tecidos em água corrente. Por fim, comparou- se os resultados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
4. 1. SÍNTESE DO ALUMÉM DE POTÁSSIO 
Inicialmente o alumínio metálico é dissolvido numa solução aquosa de hidróxido de 
potássio, conforme a equação a seguir: 
2Al (s) + 2KOH (aq) + 6H2O (l) → 2KAl(OH)4 (aq) + 3H2 (g) 
Verifica-se assim que a reação é exotérmica, pois houve o aquecimento da solução no 
qual ocorreu a dissolução do papel alumínio. Sendo está uma reação exotérmica, sua energia 
total de produtos é menor que a de seus reagentes, ocorrendo assim a liberação de energia na 
forma de calor. Analisou-se também que a efervescência da reação liberou gás hidrogênio. 
 Na etapa seguinte adicionou-se ácido sulfúrico (H2SO4) no produto da primeira etapa e 
obteve-se a precipitação de hidróxido de alumínio (Al(OH)3) sob aquecimento. Após aquecer a 
mistura formaram-se cristais de alúmem de potássio, e para maior formação deste banhou-se o 
com gelo e a seguir a filtração a vácuo. Seguem os dados obtidos: 
Tabela 1: Dados obtidos no experimento: 
Materiais Massa 
Papel alumínio 0,4963 
Massa do papel filtro 0,6479 
Massa do papel filtro com precipitado 2,7097 
Massa do precipitado 2,0618 
Rendimento Percentual da reação 415% 
Fonte: Alunos, 2015. 
 
Pode- se observar que o rendimento da reação foi alto, obtendo uma quantidade 
considerável de alumém de potássio que é um sal duplo de grande importância industrial, 
muito utilizado na tintura de tecidos, purificação de águas, clarificação de açúcar etc. 
 
 
 
 
 
4.2 CARACTERIZAÇÃO DO MATERIAL OBTIDO 
4.2.1 Íon Potássio 
O primeiro teste para o íon potássio levou o bastão de vidro com a solução de alúmem 
de potássio até a zona redutora do bico de Bunsen, e observou-se que a cor foi lilás, pois estava 
presente o cátion K+ na solução. 
4.2.2 Íon Alumínio 
Analisou-se que com adição gota a gota da solução 0,1 mol/L de hidróxido de sódio, a 
solução tem aspecto turvo e com excesso desaparece, causando a formação de um precipitado, 
parecido com um gel branco. 
 
4.2.3 Íon Sulfato 
No terceiro teste para o íon sulfato, como o tubo de ensaio apresentava uma solução de 
alúmem ao adicionar-se cloreto de bário a 0,1 mols/l viu-se que a solução apresentou a cor 
branca leitosa. 
4.3. PROPRIEDADES ABSORVENTES 
Ao cortar dois pedaços de tecido branco, sendo um deles mergulhado primeiramente em 
uma solução de 10% de alúmem de potássio e logo depois em corante, e outro apenas na solução 
de corante, conclui-se que na presença de determinados sais tais como o alúmem de potássio 
faz com que haja uma maior fixação de tinta no tecido, com coloração mais viva, principalmente 
nas bordas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5. CONCLUSÕES 
 
Ao final desse experimento pode-se concluir que foi possível sintetizar e obter o sal 
duplo (alúmen de potássio) a partir de alumínio, através de reações de ácido e base. Pode- se 
observar que o rendimento da reação foi alto, igual a 415% e obteve-se uma quantidade 
considerável de alumém de potássio com massa igual a 2,0618g. Concluiu-se também com a 
caracterização do material, que o íon potássio K+ estava presente na solução. Por fim, concluiu-
se através das propriedades absorventes, que o alúmen de potássio atua como fixador em tecidos 
de algodão. 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
Apostila Laboratório de Química - 2015/ 2ºsemestre 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANEXO 
Questões 
1. O que são compostos anfóteros? 
Compostos anfóteros são substâncias que contem estrutura molecular contendo dois 
diferentes grupos funcionais com caráter aniônico e catiônico. Sendo assim, podem reagir tanto 
como ácidos quanto como bases. 
 
2. De acordo com o potencial padrão de redução, o que seriaesperado com relação à 
reatividade do alumínio metálico? 
O potencial de redução do alumínio metálico é de -1,66 (V), e sabemos que o potencial 
de oxidação é o posto ao de redução, logo potencial de oxidação do alumínio metálico é de 
+1,66 (V), ou seja, tem facilidade em oxidar na maioria das reações. 
 
3. Podemos estocar solução concentrada de hidróxido de potássio em recipientes de 
alumínio? 
Estocar uma solução concentrada de hidróxido de potássio em recipientes de alumínio 
não seria possível. O alumínio reage com a solução de hidróxido de potássio e libera hidrogênio, 
um gás extremamente inflamável. 
 
4. Equacione as reações para a síntese do KAl(SO4)2.12H2O. 
1°) Reação entre a folha de alumínio e solução de hidróxido de potássio: 
2Al(s) + 2 KOH(aq) + 6H2O(l) 2K[Al(OH)4](s) + 3H2(g) 
2°) Reação entre a solução resfriada e ácido sulfúrico: 
K[Al(OH)4(s) + 2H2SO4(aq) + 9H2O(l) KAl(SO4)2.12H2O(s) + H2(g)