Relatório Metais de Transição

Prévia do material em texto

Relatório de Química Inorgânica:
Prática III- Alumínio, Estanho e Chumbo.
Alunos: João Victor Mendes, Maria Emanuelle, Matheus Lima e Nathalia Lopes
Professor: Carlos Eduardo 
A) Comportamento do Alumínio antes da ação do ar e da água:
Com o auxílio de uma Lixa, tentou se retirar a camada oxidada de um considerável pedaço de alumínio. Após isto foi necessário dobrá-lo para introduzir apenas uma extremidade da placa em um béquer com água (H2O). Percebeu-se que não ocorreu reação, pois não houve a formação de bolhas(desprendimento do gás H2).
Em um segundo momento, utilizou-se outro béquer com 2mL de Nitrato de Mercúrio (II) (Hg(NO3)2) 0,1mol/L para repousar a extremidade da placa de alumínio por 2 minutos. Após isto, retirou-se a placa da solução com Nitrato de Mercúrio (II) com um pedaço de papel de filtro e introduziu novamente o alumínio na solução com água. Observou-se o desprendimento do gás H2, ou seja, a formação de bolhas. Logo, é possível afirmar que ocorreu desta vez, uma reação com a água. Posteriormente, retirou-se o alumínio da solução com água (H2O) e o mesmo ficou exposto ao ar. Após isto, observou-se a oxidação da superfície da placa de alumínio através da formação de uma espessa camada fosca. 
a.1) Explique as observações verificadas e escreva as reações químicas equilibradas das reações envolvidas:
É extremamente necessário focar no fato de que a placa de alumínio está oxidada, ou seja, ela possui uma camada em sua superfície formada pela reação do alumínio com o Gás Oxigênio do Ar:
4 Al + 3 O2 = 2 Al2O3 (1)
Desta forma, ao introduzir o alumínio dentro do béquer com Água, esta camada de óxido de Alumínio (Al2O3) impede a reação direta entre a Água(H2O) e o Alumínio(Al),mas isto não quer dizer que ambos não estão reagindo, apenas não possuem visualmente um efeito em grande escala.
Após banhar a placa de alumínio na solução de Nitrato de Mercúrio (II) (Hg(NO3)2) por 2 minutos, percebe-se que ocorre a decomposição do Óxido de Alumínio, formando:
2 AlO3 + 3 Hg(NO3)2 = 3 Hg + 2 Al(NO3)3 + 3 O2 (2)
 
Logo, ao transferir a placa de alumínio da solução de Nitrato de Mercúrio (II) (Hg(NO3)2) para a que contém apenas Água(H2O) é possível inferir que será possível que ocorra a reação direta entre a Água(H2O) e a placa de Alumínio devido a retirada da camada de Óxido de Alumínio (Al2O3) e é exatamente isto que acontece, pois observa-se a formação de bolhas(desprendimento do gás H2) Através da reação:
2 Al + 6 H2O = 2 Al(OH)3 + 3 H2 (3)
Após observar a reação, retirou-se a placa de alumínio da solução e a deixou exposta ao ar. Logo, é possível afirmar que a reação (1) ocorrerá novamente formando a espessa camada fosca de Óxido de Alumínio devido a exposição da placa de alumínio, facilmente oxidável, com o ar atmosférico.
B) Caráter anfótero do Hidróxido de Alumínio:
Com a utilização de dois tubos de ensaios distintos, obteve-se Hidróxido de Alumínio (Al(OH)3) através da reação de 1mL de Sulfato de Alumínio (Al2(SO4)3) com concentração de 1mol/L com gotas de solução de Amônia (NH3) com contração igual a 1 mol/L .Não foi possível aquecer as soluções devido a condições laboratoriais, mas nada interferiu o experimento, pois as reações aconteceram sem a necessidade do fornecimento de calor. Em um tubo contendo Hidróxido de Alumínio (Al(OH3),adicionou-se através de uma pipeta, uma solução ácida de Ácido Clorídrico(HCl) e no outro tubo contendo a mesma base, uma solução álcali de Hidróxido de Sódio (NaOH).
b.1) O precipitado de Al(OH)3 reage com ácido? E com a base?
Ocorreu reação do Al(OH)3 tanto com a solução ácida (HCl) quanto com a solução álcali (NaOH).Isto ocorre devido ao caráter anfótero do alumínio, ou seja, a sua capacidade de se comportar como base ou ácido dependendo do meio em que está presente. As reações serão descritas no item b.3.
b.2) Por que não é indicada a precipitação do Hidróxido de Alumínio com NaOH?
Não ocorre a precipitação do Hidróxido de Alumínio (Al(OH)3),pois a reação ocorre com excesso de Soda Cáustica (NaOH).Sendo assim, ocorre a formação de um complexo solúvel chamado Tetrahidroxialuminato de sódio (Na[Al(OH)4]) utilizado no tratamento de água como coagulante auxiliar para facilitar a floculação e para remover o dióxido de silício dissolvido nesta amostra de água.
b.3) Escreva as reações químicas equilibradas das reações ocorridas:
I) No tubo de ensaio contendo Hidróxido de Alumínio (Al(OH)3) em que foram adicionadas gotas de solução Ácida (HCl):
Al(OH)3 + 3 HCl = AlCl3 + 3 H2O (4)
II) No tubo de ensaio contendo Hidróxido de Alumínio (Al(OH)3) em que foram adicionadas gotas de solução álcali (NaOH):
Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4] (5)
C) Caráter Anfótero dos Hidróxidos de Estanho e Chumbo:
Utilizando quatro tubos de ensaio para cada reagente, foram obtidos os precipitados de Hidróxido de Estanho (II) (Sn(OH)2) e de Hidróxido de Chumbo (II) (Pb(OH2) através de soluções salinas de Sn+2 e Pb+2, respectivamente. Através da utilização de soluções com concentração 2mol/L de HNO3,HCl e NaOH e 1mol/L de H2SO4, foram feitos estudos acerca do anfoterismo do Hidróxido de Estanho (II) e do Hidróxido de Chumbo (II).
c.1 ) Escreva as equações químicas equilibradas das reações obtidas:
I) Para os tubos de ensaio contendo Hidróxido de Estanho (II):
A) Tubo contendo HNO3 2mol/L:
Sn(OH)2 + 2 HNO3 = Sn(NO3)2 + 2 H2O (6)
B) Tubo contendo HCl 2mol/L:
Sn(OH)3 + 3 HCl = SnCl3 + 3 H2O (7)
C) Tubo contendo NaOH 2 mol/L:
Sn(OH)2 + 2NaOH → Na2[Sn(OH)4] (8)
D) Tubo contendo H2SO4 1mol/L:
Sn(OH)2 + H2SO4 = SnSO4 + 2 H2O (9)
II) Para os tubos de ensaio contendo Hidróxido de Chumbo (II) :
A) Tubo contendo HNO3 2 mol/L:
Pb(OH)2 + 2 HNO3 = Pb(NO3)2 + 2 H2O (10)
B) Tubo contendo HCl 2mol/L:
Pb(OH)2 + 2 HCl = 2 H2O + PbCl2 (11)
C) Tubo contendo NaOH 2mol/L: 
2NaOH + Pb(OH)2 = Na2[Pb(OH)4] (12)
D) Tubo contendo H2SO4 1mol/L:
Pb(OH)2 + 2 HCl = 2 H2O + PbCl2 (13)
c.2) Por que o Hidróxido de Chumbo (II) (Pb(OH)2) ‘se dissolve’ com Ácido Nítrico (HNO3) e não em Ácido Clorídrico (HCl) ou com Sulfúrico (H2SO4)?
 O chumbo é um metal cinza azulado com uma alta densidade (11,48 g/mL à temperatura ambiente). Dissolve-se facilmente em concentração moderada de ácido nítrico (8,0 M) formando o óxido de nitrogênio: 
3 Pb + 8 HNO3 → 3 Pb2+ + 6 NO3 - + 2 NO↑ + 4 H2O
O gás incolor óxido de nitrogênio, em contato com o ar, oxida-se a dióxido de nitrogênio vermelho.
2 NO (incolor) + O2 → 2 NO2↑ (vermelho)
Com ácido nítrico concentrado, forma-se uma película protetora de nitrato de chumbo na superfície do metal, que evita sua dissolução. O ácido clorídrico diluído ou o ácido sulfúrico tem pouco efeito na dissolução do chumbo metálico, devido à formação de cloreto de chumbo ou sulfato de chumbo insolúveis na superfície.
Referências: 
http://livresaber.sead.ufscar.br:8080/jspui/bitstream/123456789/1913/2/Unidade%205_Texto_Rea%C3%A7%C3%B5es%20qu%C3%ADmica.pdf
Lee, J. D. Química inorgânica não tão concisa. Tradução da 5ª ed. inglesa. Editora Edgard Blücher Ltda. pp. 24, 217, 360-370. 1999.
Aulas teóricas do professor Carlos Eduardo