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Introdução Existem milhões de substâncias químicas na natureza presentes no dia a dia dos seres humanos. De modo a facilitar o estudo, classificam-nas em dois grupos: orgânicas e inorgânicas. Primeiramente, substâncias orgânicas são aquelas provenientes de organismos vivos, que contêm carbono nas suas moléculas. Já as inorgânicas se originam dos minerais e são formadas pelos outros elementos químicos. Este trabalho será focado nas substâncias inorgânicas e suas funções químicas, as quais reúnem substâncias de mesmas propriedades funcionais. São elas: Óxidos Bases Ácidos Sais Objetivo Os experimentos têm por objetivo analisar o comportamento de diferentes substâncias inorgânicas presentes no cotidiano das pessoas, assim como classificá-las e caracterizá-las de acordo com suas funções químicas. Resultados e Discussões ÓXIDOS I) OBTENÇÃO DE OXIGÊNIO E FORMAÇÃO DE ÓXIDO Enxofre Ao aquecer a massa de enxofre, inicialmente com uma cor amarelada, formou-se um óxido, o dióxido de enxofre. Esse óxido, ao reagir com o oxigênio da atmosfera forma o trióxido de enxofre. Em seguida, após a adição de água destilada, formou-se o ácido sulfúrico. Posteriormente, com a adição de um indicador na solução, o papel tornassol, pôde-se observar que sua cor mudou de azul para um vermelho (rosado), o que indica que o meio em que ele se encontrava era ácido. Desse modo, os óxidos formados no processo são caracterizados como oxiácidos ou anidridos, pois, essas substâncias formadas por dois elementos, sendo um deles o oxigênio o mais eletronegativo, ao reagirem com a água produziram um ácido. Reações químicas: S°(s) + O2(g) → SO2(g) ∆ (Enxofre) (Gás oxigênio) (Dióxido de enfore) SO2(g) + ½ O2(g) → SO3(g) (Trióxido de Enxofre) SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(aq) (Água) (Ácido Sulfúrico) Magnésio Para o Magnésio foram realizados os mesmos procedimentos. Primeiramente um aquecimento, que levou a formação de óxido, o óxido de magnésio. Em seguida, adicionou-se água e assim, formou-se um hidróxido, o hidróxido de magnésio. No entanto, ao adicionar o papel de tornassol azul na solução, não houve alteração de cor. Isso demonstra que o meio que ele se encontrava era básico. Dessa forma, ao contrário do enxofre, o óxido de magnésio pode ser caracterizado como um óxido básico, pois ao reagir com a água ele formou uma base. Reações químicas: 2 Mg°(s) + O2(g) → 2 MgO(s) (flash de luz branca e intensa) ∆ (Magnésio metálico) (Gás oxigênio) (Óxido de magnésio) 2 MgO(s) + H2O(l) → Mg(OH)2(aq) (Óxido de magnésio) (Água) (Hidróxido de Magnésio) ÁCIDOS E BASES I) DETERMINAÇÃO DA ACIDEZ E BASICIDADE UTILIZANDO INDICADORES Para analisar a basicidade ou a acidez de sete substâncias foram utilizados 4 indicadores diferentes. Os resultados obtidos foram organizados na tabela 1. Indicador Indicador Indicador Indicador Substâncias Alaranjado de metila Tornassol Azul Tornassol Vermelho (Rosa) Fenolftaleína Classificação da substância quanto ao pH Faixa de pH Água Alaranjado Azul Rosa Incolor Neutra ͌ 7,0 1)Suco de laranja Vermelho Rosa Rosa Incolor Ácido ≤ 3,1 2)Vinagre Vermelho Rosa Rosa Incolor Ácido ≤ 3,1 3)HCl Vermelho Rosa Rosa Incolor Ácido ≤ 3,1 4)Suco de limão Vermelho Rosa Rosa Incolor Ácido ≤ 3,1 5)Leite de magnésia Alaranjado Azul Azul Rosa Básico ≥ 10,0 6)Soda cáustica Alaranjado Azul Azul Rosa Básico ≥ 10,0 Tabela 1: Substâncias, indicadores, classificação e pH. Ácidos, pela definição de Arrhenius, são substâncias que liberam hidrônio (H3O+) em meio aquoso (1, 2, 3 e 4). E bases, são aquelas que liberam hidroxila (OH-) também em meio aquoso (5 e 6). Assim, sabendo disso, por meio das seguintes reações químicas pode-se explicar o caráter ácido ou básico de cada substância envolvida no processo. Liberam hidrônio: 1) Suco de laranja: C6H8O7 + H2O → C6H7O7 + H3O+ (Ácido Cítrico) 2) Vinagre: CH3COOH + H2O → CH3OO- + H3O+ (Ácido Acético) 3) HCl diluído: HCl + H2O → Cl- + H3O+ (Ácido Clorídrico) 4) Suco de limão: C6H8O7 + H2O → C6H7O7 + H3O+ (Ácido Cítrico) Liberam hidroxila: 5) Leite de magnésia: Mg(OH)2 + H2O → Mg2+ + 2OH- 6) Soda Cáustica: NaOH + H2O → Na+ + OH- Como as substâncias 1, 2, 3 e 4 são ácidas e todos os seus indicadores têm em comum o pH na faixa de 3,1, elas podem ser inseridas, no geral, na faixa do Alaranjado de metila de pH ≤ 3,1. Da mesma forma para as substâncias 5 e 6, que são básicas e todos os seus indicadores têm em comum o pH na faixa de 10. Assim, essas podem ser inseridas, no geral, na faixa da Fenolftaleína, de pH ≥ 10,0. pH 0 2 4 6 8 10 12 14 ˡ ˡ ˡ ˡ ˡ ˡ ˡ ˡ Vermelho 3,1 4,4 Amarelo Alaranjado de Metila ___________…..___________________________ Rosa – Vermelho 5,0 8,0 Azul Tornassol _________________……….__________________ Incolor 8,3 10,0 Vermelho Fenolftaleína ……….___________ SAIS I) FORMAÇÃO DE ÍONS Neste experimento pôde-se observar que algumas substâncias quando dissolvidas em água conduzem corrente elétrica. Isso pode ser explicado porque em meio aquoso, substâncias eletrolíticas podem sofrer ou a dissociação, que separa os íons já existentes na molécula, como no sulfato de cobre, no cloreto de sódio e no hidróxido de sódio. Ou a ionização, que quebra a molécula para formar íons, como no ácido acético e no ácido clorídrico. No geral, quando em solução, sais e bases sofrem dissociação por serem compostos iônicos, enquanto ácidos sofrem ionização por constituírem compostos moleculares. Essas soluções são denominadas eletrólitos. Além disso, observou-se a presença de substâncias não-eletrolíticas, ou seja, aquelas que não formam íons livres em solução e, com isso não são capazes de conduzir corrente elétrica. No caso deste experimento, o açúcar, que sofreu apenas uma dissolução. A água é um caso especial. Os resultados obtidos foram organizados na tabela 2. ↓ Ordem crescente de condutividade Substância Condutividade Elétrica Água Nenhuma Açúcar Nenhuma Ácido Acético (CH3COOH) Pouca Sulfato de Cobre (CuSO4) Média Hidróxido de Sódio (NAOH) Muita Cloreto de Sódio (NaCl) Muita Ácido Clorídrico (HCl) Bastante Tabela 2: Substâncias e Condutividade Elétrica Esperava-se que o CuSO4 tivesse uma grande condutividade elétrica por ser um sal e sofrer dissociação. No entanto, ele apresentou média condutividade. Esse fato pode ser explicado porque essa substância se encontrava em uma solução mais diluída do que o normal. Desse modo, é possível concluir que a concentração de uma substância eletrolítica é um fator que influencia na condutividade da solução da mesma. Conclusão Pode-se concluir que os experimentos foram satisfatórios, já que foi possível elucidar com clareza e analisar na prática alguns conceitos e características interessantes relacionadas às funções inorgânicas, como dissociação e ionização, influência da concentração na condutividade de uma solução, faixa de pH de determinada substância e formação de óxidos e ácidos na atmosfera. Referências Apostiladas aulas práticas de Química Analítica Experimental. FELTRE, Ricardo. Química Geral. Química – vol. 1. 4ª.ed. - São Paulo: Moderna, 1994. UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO INSTITUTO DE QUÍMICA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA ANALÍTICA PRÁTICA Nº 2: FUNÇÕES DA QUÍMICA INORGÂNICA 18/08/2017 CURSO NUTRIÇÃO – 1º PERÍODO DISCIPLINA: QUÍMICA A EXPERIMENTAL – IQA 112 PROFESSORA: MÁRCIA NOGUEIRA ALUNA: ALANA REIS DE ALMEIDA
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