TRABALHO PRONTO GRUPO 14

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1.0 Resultados e discussão
1.1 Propriedades do carvão
1.1.1 Foi passado por uma coluna de adsorção previamente empacotada com carvão ativado, uma solução de permanganato de potássio 0,01 mol/litro. O permanganato de potássio que passou pela coluna empacotada com carvão ativado e a mesma , ao sair, apresentou uma coloração transparente.
O carvão ativado é formado do carbono de forma elementar onde possui uma grande quantidade de poros. Quando adicionado a solução de permanganato de potássio e a mesma passa pelo carvão ativado, os íons de permanganato ficam retidos nos poros do carvão ficando presos a sua superfície de contato. Portando, o carvão tem a função de reter certas substâncias que penetram nos seus poros através de força intermoleculares fracas de Van der Waals, esse processo é chamado de adsorção em que consiste em uma substância se aderir à superfície de contato do adsorvente. A solução final apresenta uma coloração transparente devido ao permanganato de potássio perder sua coloração para a adsorção do carvão ativado.
1.2 – Comportamento do chumbo e do estanho em meio ácido.
Em um tubo de ensaio foi colocado pedaços de chumbo e foi adicionado solução de ácido clorídrico a 1 mol/L. Foi observado que não ocorreu a reação. Quando na verdade a reação química ocorre formando um sal de chumbo e liberando gás hidrogênio, como indicado na equação abaixo.
Pb(s) + 2 HCl(aq) → PbCl2(aq) + H2(g)
O chumbo se dissolve em HCl diluído, formando cloreto de chumbo e gás hidrogênio. A reação aconteceu de forma lenta. Isso ocorre devido a reatividade dos metais,no caso o chumbo, que é menos reativo que o hidrogênio. O Pb reage com o HCl pois se trata de uma substância de caráter ácido. Isso ocorre porque são mais reativos que o hidrogênio e, assim, deslocam o hidrogênio dos ácidos, formando o cátion H+ ou H3O+.
a semi-reação abaixo, explica o fato da reação ter ocorrida lentamente 
Semi-reação:
Oxidação: Pb → Pb2+ + 2e- Eº= + 0,13 v
Redução: 2H+ + 2e- → H2 Eº= 0,00 v
Pb + 2 H+ → Pb2+ + H2 ΔEº= + 0,13 v
A equação de semi-reação mostra que o chumbo oxida perdendo dois elétrons formando o íon Pb2+ e o hidrogênio reduz de íon H+ para hidrogênio molecular. O valor de ΔEº > 0 indica que essa reação deveria acontecer em condição padrão e liberando uma quantidade muito baixa de energia o que exatamente ocorreu na reação.
O experimento foi repetido usando solução de ácido nítrico a 10% (m/v). Foi observado uma pequena liberação de gás na superfície do metal, a reação pode ser observada na equação química a seguir. 
Pb(s) + HNO3(aq.) → H2O(l) + NO2(g) + Pb(NO3)2(aq.)
Na reação ocorre a formação de nitrato de chumbo, água e a liberação do gás dióxido nitrogênio. O dióxido de nitrogênio é um gás de cor vermelho-castanho, porém como a quantidade de gás liberado foi tão pequena e o mesmo não foi percebido a olho nu.
Em outro tubo de ensaio contendo agora ácido clorídrico a 1 mol/L foi colocado uma pequena quantidade de estanho granulado. Porém, não foi visto nenhuma reação aparente. Era esperado que a reação ocorresse, liberando gás hidrogênio e formando o cloreto de estanho 
Ao repetir o experimento utilizando ácido nítrico foi observado uma pequena formação de gás. A equação da reação pode ser visto abaixo. 
Sn(s) + HNO3(aq.) → H2O(l) + NO2(g) + Sn(NO3)2(aq.)
Assim como a reação com o chumbo, a reação do estanho com ácido nítrico ocorre de forma espontânea e lenta, liberando dióxido de nitrogênio. O HNO3 reage com a maioria dos metais. O estanho reage lentamente com ácido nítrico, devido à formação de uma película de óxido, que protege a liga do ataque do ácido.
Nesses tipos de reação, necessita de energia para ocorrer, caso levasse as soluções a um sistema de aquecimento, poderia ser observada as reações, visto que a energia de ativação iria aumentar e a reação ocorrer. Ao levar a solução de estanho e ácido clorídrico ao aquecimento vai ocorrer uma reação de simples troca, onde o hidrogênio vai ser reduzido de íons de hidrogênio e formar o gás hidrogênio que deveria ser o gás observado na reação, pois o estanho é um agente redutor frente ao hidrogênio presente na solução. A reação esta exposta abaixo.
Sn(s) + 2HCl(aq) → SnCl2(aq) + H2(g)
A reação com o HCl ocorreu apenas um clareamento de suas grânulos, pois foi retirada com o auxilio do ácido a sua camada protetora de óxido, mas quando removido essa camada, não podemos observar nenhuma reação sem o fator aquecimento. A reação de estanho em meio ácido, especificamente com íons cloretos, é bastante complexa. Esta reação não ocorre de forma imediata, se fazem necessários alguns minutos para que a reação comece a se processar. Tendo em vista a complexidade dessa reação com íons cloretos, pode-se inferir que a dissolução de estanho em meio cloreto.
A reação com ácido nítrico mais o aquecimento vai fazer com que um gás de cor vermelho-castanho seja liberado (NO2) e nitrato de estanho (II) que é um sal solúvel em água.
1.3 Dissolução de gás carbônico em água 
Colocou- se em um béquer uma solução básica contendo fenolftaleína a 0,1% (m/v) e passou-se pela solução uma corrente de gás carbônico, e pode se observar que a coloração rosada da solução alterou sua cor para incolor ocorrendo desaparecimento completo do tom rosea. Após aquecer a solução , lentamente a cor voltou ao seu tom inicial.
A fenolftaleína é um indicador ácido base que em meio básico tem a coloração rosa e em meio ácido é incolor. A solução inicialmente estava com o meio básico, porém depois de adicionar o gás carbônico (CO2) perdeu a sua cor rosa indicada pela fenolftaleína. Isso acontece pois, o CO2 reage com a água deixando a solução ácida devido a formação de ácido carbônico que pode-se constatar pela perda da cor rosa da solução, como o ácido carbônico tem pouca estabilidade ao receber aquecimento essa reação é revertida, fazendo com que o CO2 injetado na solução evapore, tornando a solução básica novamente, comprovado pela reação abaixo.
CO2(g) + H2O(l) ⇌ H2CO3 (aq.)
1.4 Decomposição de sais do ácido carbônico
Foram colocados em tubos de ensaio 0,50 g de diferentes tipos de carbonatos. Sendo eles bicarbonato de sódio, carbonato de magnésio, carbonato de potássio e carbonato de sódio e a cada um deles foi adicionado aproximadamente 5,00 ml de solução de ácido clorídrico 1,0 mol/litro e observou-se que em todos os tubos de ensaio ocorreram uma efervescência vigorosa, liberando uma grande quantidade de gás.
Na reação entre bicarbonato de sódio e ácido clorídrico, o bicarbonato vai reagir com o ácido clorídrico, formando água e gás carbônico, o que caracteriza uma reação de dupla troca , também que há uma reação de decomposição do ácido carbônico, já que é muito instável,mesmo com a presença do hidrogênio em sua estrutura, o bicarbonato é classificado como um Hidrogênio-Sal e não um ácido, por causa da presença do H, ao adicionar esse sal em água (hidrolise salina) , ele apresentará característica básica com seu pH em torno de 7, por ser derivado de uma base forte e um ácido fraco. A reação é dada a seguir.
NaHCO3(s) + HCl(aq) → NaCl(s) + H2CO3(aq) → NaCl(s) + H2O(l) + CO2(g)
O carbonato de magnésio reage rapidamente com o ácido clorídrico, originando-se cloreto de magnésio, dióxido de carbono e água, A reação ocorre através de dupla-troca, a liberação do gás carbônico pode ser visto através da efervecência. A reação é dada a seguir.
MgCO3(s) + 2 HCl(aq.) → CO2(g) + H2O(l) + MgCl2(aq.)
O carbonato de sódio é um composto básico, ele libera íons hidróxido (OH-) quando dissolvido em água. O ácido clorídricoé um ácido, ele libera prótons (H+) quando dissolvido em água. Em uma solução aquosa, interagem em uma reação ácido-base. Ao reagir carbonato de sódio e ácido clorídrico, o sal produzido é o cloreto de sódio, e a água resulta da decomposição do ácido carbônico (H2CO3). A reação é dada abaixo.
Na2CO3(s) + 2 HCl(aq.) → CO2(g) + H2O(l) + 2 NaCl(aq.)
No cotidiano essa reação pode ser vista em soluções tampões, Um dos tampões mais importantes no sangue é formado peloácido carbônico (H2CO3) e pelo sal de bicarbonato de sódio (NaHCO3).
A solução tampão tem a função de impedir que haja variações de pH na corrente sanguínea, isso porque o pH do sangue deve ser sempre neutro e qualquer tipo de alteração, seja para ácido ou para básico, pode trazer sérias consequências ao organismo.
1.5 – Caráter anfótero dos hidróxidos de estanho e chumbo
Em tubos de ensaio foram obtidos precipitados dos hidróxidos de chumbo e estanho a partir de soluções salinas contendo íons Sn2+ e Pb2+ e foi investigado o caráter anfótero dos mesmos. Observou-se 
A reação do estanho com a solução de hidróxido de sódio tem como produto o hidróxido de estanho (Sn(OH)2) que forma um como indica a reação abaixo.
Sn(s.) + 2 NaOH- (aq.) → Sn(OH)2(s)
Ao reagir o hidróxido de estanho formado na reação anterior com hidróxido de sódio formou o íon complexo tri hidróxido estanato de sódio como representado na reação abaixo, que é solúvel em água.
Sn(OH)2(s) + NaOH - (aq.) → Na[Sn(OH)3-(aq.)
Porém, ao reagir o hidróxido de estanho com ácido clorídrico observou houve o desaparecimento do precipitado como mostrado na equação abaixo.
Sn(OH)2(s) + 2HCl(aq.) → SnCl2(aq.) + 2H2O(l)
Podendo assim ser comprovado o caráter anfótero do hidróxido de estanho, pois ele se comporta como um ácido em meio básico e com uma base em meio ácido.
A reação entre o chumbo e a solução de hidróxido de sódio formou um precipitado o hidróxido de chumbo (Pb(OH)2) como mostra a reação.
Pb(s) + NaOH - (aq) → Pb(OH)2(s)
Ao reagir o hidróxido de chumbo com a solução de hidróxido de sódio, observou a formação de um íon complexo. Indicando que o hidróxido de chumbo reage com uma base.
Pb(OH)2(s) + NaOH -(aq.) → Na[Pb(OH)3- (aq.)
Ao reagir o precipitado de hidróxido de chumbo com o ácido clorídrico, observou a formação de outro precipitado, o cloreto de chumbo mais água.
Pb(OH)2(s) + 2HCl(aq.) → PbCl2(s.) + 2H2O(l)
1.6 – Hidrolise dos sais
Em um tubo de ensaio dissolveu uma pequena quantidade de carbonato de sódio em água e determinou o pH da solução que foi 11,0 indicando que o meio da solução era básico.
Na2CO3(aq) → 2Na+(aq) +CO3 2- (aq)
CO3 2- (aq) + H2O(l) → HCO3 -(aq) + OH-(aq)
O carbonato de sódio ao ser dissolvido em água forma ácido carbônico mais hidróxido de sódio. O carbonato de sódio em meio aquoso se dissocia formando íons de sódio Na+ e os íons carbonato (CO3-). O íon carbonato -, é derivado de um ácido fraco e por isso tende a ser protonado em meio aquoso, porém o íon Na+ é derivado de uma base forte, dessa forma ele tende a ficar em sua forma iônica, assim as hidroxilas formadas pela desprotonação da água ficam em solução, tornando assim o pH básico.
O silicato de sódio dissolvido em água apresentou pH 12;
Na2SiO3(aq) → 2Na+(aq) + SiO3-(aq)
SiO3-(aq) → H2O(l) àHSiO3-(aq) + OH
Os íons Na+ não participam da reação de hidrólise (quebra da água) mas os íons, o SiO3-(sim, capturando H+ da água e liberando OH-) por isso o meio apresenta pH básico.
Em outro tubo de ensaio foi colocado uma pequena quantidade de cloreto estanhoso e adicionou cerca de 2,00 ml de água. Com uma fita indicadora foi testado o pH da solução. Após foi adicionado cerca de 3,00 ml de solução de ácido clorídrico 6,0 mols/L e foi observado a reação.
A solução apresentou o pH 1,0 ao reagir com água e o pH 0 ao reagir com o ácido clorídrico.
SnCl2(aq) → Sn2+ (aq) + Cl- (aq)
Sn2+ (aq) + Cl- (aq) + H2O → Sn(OH)2(aq) + H+(aq)
O cloreto de estanho sofre hidrólise e o pH é ácido por causa da presença de íons H+ na solução. O cloreto de estanho reage com a água e se dissocia formando assim o íons Sn2+, que é proveniente de uma base forte e o Cl- que é proveniente de um ácido forte. O íons Sn2+ por serem oriundos de uma base fraca tende a se unir a uma hidroxila, onde o meio torna-se ácido, pois os prótons resultante da dissociação da água (H+) ficam dissociados por completo, ocorrendo a ligação desse próton com o íon Cl- formando ácido clorídrico (HCl).
Ao reagir com o ácido clorídrico obtém-se a seguinte reação.
SnCl2(s) + 2HCl(aq) → SnCl4(aq) + H2(g)
O cloreto de estanho reage com ácido clorídrico, gerando cloreto estânico e gás hidrogênio, pois quando a reação ocorre é formado um sal mais solúvel em água, então o sólido é dissolvido.
1.7 – Compostos insolúveis de Pb2+
Em dois tubos de ensaio distintos, colocou-se uma pequena quantidade de um sal de chumbo e dissolve-los em água. Ao primeiro tubo foi colocado solução de cromato de potássio e ao segundo solução de carbonato de sódio e observou-se os resultados.
Colocou-se em um tubo o cromato de potássio ao sal de chumbo, foi observado a formação de um precipitado de cor amarelo,na reação ocorre a formação de cromato de chumbo que se caracteriza como um composto insolúvel em água e de cor amarela e também a formação de nitrato de chumbo, como indica a equação química a seguir.
Pb(NO3)2(aq) + K2CrO4(aq) → PbCrO4(s) + 2KNO3(aq)
O cromato de chumbo é um composto que é insolúvel em água, pois os íons de cromato e íons de chumbo são grandes, portanto eles se tornam pouco hidratáveis, tendo sua energia reticular maior que sua energia de hidratação.
Colocou-se em outro tubo de ensaio, o carbonato de sódio, e ocorreu a formação um sal insolúvel em água o carbonato de chumbo e o nitrato de sódio que é um sal solúvel em água representada na reação abaixo.
Pb(NO3)2(aq) + Na2CO3(aq) → PbCO3(s) + 2NaNO3(aq)
O tamanho do íon nitrato é menor que o íon carbonato, portanto o primeiro tem maior densidade de carga, e assim pode ser mais hidratado que o segundo, portanto é sua energia de hidratação supera a sua energia reticular, o que não ocorre com o íon carbonato.
1.9) REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. Brown, T L.; H. E.; Bursten, B. E; Burdge, J. R. Química, a ciência central, 9ª edição. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2005.
2. LEE, J. D. Química Inorgânica não tão concisa. 5. ed. São Paulo: Blucher, 2011.
3. KOTZ, John; TREICHEL, Paul; Química Geral II e reações químicas. Tradução da 5ª ed. Norte-americana , São Paulo : CEMGAGE learning, 2005.