RELATÓRIO - OBTENÇÃO E PURIFICAÇÃO DE SUBSTÂNCIAS

Prévia do material em texto

INSTITUTO FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO 
CURSO DE ENGENHARIA METALÚRGICA 
 
 
 
JOÃO PAULO TAILOR 
LARISSA ALVES ROSA 
LARISSA BARREIRO BIRRO 
MARCUS ROGER CANDEIA 
 
 
 
 
OBTENÇÃO E PURIFICAÇÃO DE SUBSTÂNCIAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Vitória, 2016 
 
 
 
INSTITUTO FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO 
CURSO DE ENGENHARIA METALÚRGICA 
 
 
JOÃO PAULO TAILOR 
LARISSA ALVES ROSA 
LARISSA BARREIRO BIRRO 
MARCUS ROGER CANDEIA 
 
 
 
OBTENÇÃO E PURIFICAÇÃO DE SUBSTÂNCIAS 
 
 
Relatório técnico apresentado como 
requisito parcial para obtenção de 
aprovação na disciplina Química Geral e 
Experimental I, no Curso de Engenharia 
Metalúrgica, no Instituto Federal do Espírito 
Santo. 
Prof. Dr. José Marcos Stelzer Entringer 
 
 
 
 
 
Vitória, 2016
3 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
As reações químicas são capazes de gerar novas substâncias, nesta prática 
utiliza-se a reação entre ferro (Fe) e ácido sulfúrico (H2SO4) para produzir sulfato 
de ferro (II) heptahidratado (FeSO4.7h2O) e hidrogênio (H2) conforme a equação 
seguinte: 
Fe(s) + H2SO4(aq) → FeSO4(aq) + H2 
 
O sulfato de ferro (II), também conhecido como sulfato ferroso, é uma substância 
utilizada na medicina, como fonte de ferro, para combater a anemia ferropriva. Para 
se obter o sulfato ferroso o mais puro possível é necessário eliminar os reagentes 
em excesso, os produtos indesejáveis e, como a reação ocorre em solução, a água. 
Para isso serão utilizados métodos físicos e químicos baseados na diferença de 
solubilidade. 
 
 
2. OBJETIVO 
 
Obter sulfato ferroso a partir de prego e ácido sulfúrico e utilizando técnicas de 
separação e purificação de misturas. 
 
 
3. MATERIAIS E REAGENTES 
 
Suporte Universal Ácido Sulfúrico Concentrado 
Aro Papel de filtro 
Bastão de vidro Pregos pequenos 
Béquer de 100 mL Etanol comercial 
Béquer de 250 mL Cuba de resfriamento 
Erlenmeyer de 250 mL Cálice 
Funil Tripé 
Espátula Tela de Amianto 
 
4 
 
4. METODOLOGIA 
 1ª Parte - Prepar 50 mL de uma solução aquosa de H2SO4 20% v/v. 
 2ª Parte - Síntese do FeSO4 
A síntese do sulfato ferroso é baseada na reação de ferro metálico (pregos) com 
ácido sulfúrico diluído, 
Fe(s) + H2SO4(aq) → FeSO4(aq) + H2(g) 
A reação pode ser conduzida em banho maria a 60ºC. 
Pese em um béquer de 100 mL aproximadamente 8g de pregos. 
Adicione no Béquer aproximadamente 40 mL de solução de H2SO4 20% v/v. 
Coloque o béquer para aquecer em uma chapa 
 3ª Parte - Purificação 
a) Filtração. 
- Filtrar a mistura num papel de filtro pregueado 
 b) precipitação do sulfato ferroso 
O sulfato ferroso é solúvel em água (29 g/100 mL de água) mas insolúvel em álcool 
etílico. 
- Adicionar 50 mL de álcool etílico. 
No final deste tempo, existe no béquer uma mistura fase sólida contendo sulfato 
ferroso e fase líquida uma solução de água e álcool. 
 c) segunda filtração 
- Filtrar a mistura 
- O material retido no filtro é o sulfato ferroso heptahidratado. 
 
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
Para o experimento o ferro foi obtido a partir de pequenos pregos, o peso do 
punhado de pregos para a solução foi de 8,071g. Os pregos foram inseridos no 
Béquer e a solução de ácido sulfúrico foi adicionada em seguida, liberando bolhas 
de gás e obtendo aos poucos a coloração verde azulada escura, enquanto a reação 
ocorria em uma superfície quente, dentro do ambiente de atmosfera isolada, capela. 
Ao término da reação, ou seja, quando a frequência de ocorrência de bolhas 
diminuiu drasticamente, ainda restavam pequenos restos dos pregos, que se 
tornaram muito mais finos e escuros. Em seguida, a solução foi filtrada com o 
objetivo de obtenção da fase líquida, o precipitado retido no filtro de papel dobrado 
de forma pregueada foi descartado. Para obtermos o sulfato ferroso, adicionamos 
5 
 
ao filtrado álcool etílico, e a solução foi filtrada novamente para a obtenção da fase 
sólida, os cristais de FeSO4.7H2O foram retidos no filtro e o filtrado líquido foi 
descartado. O sal retido no filtro possui cor azul esverdeado claro. 
 A reação ocorrida foi: Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2, que aconteceu porque o 
ferro é mais reativo que o hidrogênio. Dessa forma, o metal (ou ametal) mais reativo 
precisa ser o que está na substância simples, que poderá então deslocar o outro 
metal (ou ametal) menos reativo que está na substância composta. Para 
verificarmos se a reação de simples troca realmente ocorrerá, temos que analisar a 
fila de reatividade dos metais e dos ametais, que são dadas abaixo[3]: 
 
 
O sulfato ferroso não deve ser mantido em contato com o ar pois oxida 
formando uma camada marrom-amarelada de sulfato ferroso básico. Óxido de ferro 
e Sulfato de ferro (III). 12 FeSO4 + 3 O2 → 4 Fe2(SO4)3 + 2 Fe2O3. 
 
Outro método para a obtenção de sulfato ferroso é através da oxidação de Pirita. 
2 FeS2 + 7 O2 + 2 H2O → 2 FeSO4 + 2 H2SO4[4] 
 
 
6 
 
 
 
6. CONCLUSÃO 
 
Para as plantas e os animais, o ferro é o elemento mais importante dentre os 
metais de transição. Sua importância biológica reside na variedade de funções que 
seus compostos desempenham, principalmente na forma de Fe 2+, por exemplo, no 
transporte de oxigênio no sangue dos mamíferos (hemoglobina) e armazenamento 
de oxigênio (mioglobina), sendo o sulfato ferroso heptahidratado usado no 
tratamento da anemia 
 A preparação deste sal além de apresentar-se como um experimento de 
baixíssimo custo, abrange uma grande parte do conteúdo da disciplina teórica e 
técnicas de laboratório, como (1) utilização da balança, (2) filtração , (3) reações 
químicas, (4) solubilidade,etc. 
 
7. REFERÊNCIA 
[1] UNIFAL, Síntese, purificação e caracterização do FeSO4. 
Disponível em: <http://www.unifal-mg.edu.br/gpqc/files/file/experimento15.pdf> 
Acesso em: 06 de maio de 2016 
[2] UFPB, OBTENÇÃO DO SULFATO FERROSO HEPTAHIDRATADO 
Disponível em: 
<http://www.prac.ufpb.br/anais/IXEnex/iniciacao/documentos/catalogoresumo/7.TE
CNOLOGIA/7CCENDQMT01.pdf> 
Acesso em: 09 de maio de 2016 
[3] Reações de simples troca, disponível em: 
<http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/reacoes-simples-troca.htm> 
Acesso em: 10 de maio de 2016 
[4] Iron(II) sulfate, disponível em: 
<https://en.wikipedia.org/wiki/Iron(II)_sulfate> 
Acesso em: 10 de maio de 2016