Minérios e Minerais (Parte 1) Aula Prática n°3 (Química Inorgânica 3° período) Professora Jacyra

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Minérios e Minerais (Parte 1) – Aula Prática n°3
Alunos (as):
Andresa Macedo da Silva Pires;
Beatriz Custódio Barbosa;
Izabella Manso Gonçalves;
Isabelle Christine Quirino da Silva;
Marcos Vinicius Korff Ferreira Silva;
Sarah Mendonça de Oliveira
Turma: QIM231.
Professora: Jacyra/Química Inorgânica I.
Nilópolis
21 de novembro de 2017
INTRODUÇÃO
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 Estudo dos silicatos: Hidrólise do vidro
	Para iniciar, transferiram-se cacos de vidro já pulverizados para um gral de porcelana e adicionada água para dissolver o pó. Com auxílio de um pistilo moeu-se o vidro um pouco mais para eliminar qualquer pedaço de vidro maior. Foi acrescentada gotas de fenolftaleína e observou-se o que aconteceu. 
 Ligas Metálicas
	Pesou-se em uma balança analítica, aproximadamente, 2,01 gramas de zinco em pó em um béquer de 50 ml. Foi adicionado cerca de 15 ml de hidróxido de sódio (NaOH) e submetido ao aquecimento até quase a ebulição, com a ajuda de um bico de Bunsen e, sobre ele uma tela de amianto sustentada por um tripé de ferro. Em seguida, limpou-se uma moeda de cobre de cinco centavos com uma esponja de aço e a mergulhou nessa solução, esperando três minutos para ver o que acontecia. Passado este tempo, o objeto foi retirado da mistura quente, lavado com água destilada, e assim secado cuidadosamente. Por fim, foi sugerido aquecer novamente á chama do bico de Bunsen a moeda até se perceber alguma mudança.
 Passivação do Alumínio
	Com o auxílio de uma esponja de aço, uma pequena placa de alumínio foi limpa. Em seguida, colocou-se nessa superfície uma gota de solução de nitrato de mercúrio II, aguardando assim alguns minutos para o local em contato reagir com as substâncias. Feito isto, a placa foi lavada e riscada com uma espátula no mesmo lugar que se adicionou a gota, deixando-a exposta ao ar. Observou-se o que aconteceu.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
(3.1.) 	Após ter sido adicionado a fenolftaleína que é um indicador, observou-se uma coloração rósea, indicando que o meio se encontrava básico. Isto ocorre devido a uma reação de hidrolise do silicato, como mostrada a seguir:
Na2SiO3(aq) + 2H2O(l) H2SiO3(aq) + 2NaOH(aq)
	Ao ocorrer à hidrólise, obteve-se como produto um ácido fraco e pouco ionizável, no qual é o ácido sílico (H2SiO3) e uma base forte, o hidróxido de sódio (NaOH), liberando OH-.
	O vidro utilizado na prática é classificado como um silicato, ele é um mineral que há na formação de rochas, e este fenômeno de hidrólise é comum neles; quando os silicatos entram em contato com a água, sofrem hidrólise, resultando numa solução alcalina, devido ao ácido formado sempre ser fraco, tendo um grau de ionização baixa, e a base ser forte.
(3.2) 	Quando adicionou-se o NaOH no béquer contendo o zinco (Zn) houve uma reação entre o Zn e a hidroxila da base. Sabe-se que, em solução de NaOH, o zinco se oxida gerando o íon zincato e a hidroxila reduz gerando gás hidrogênio.
Zn(s) + OH—(aq) ZnO22-(aq) + H2(g)
	
	E ao adicionar a moeda de cobre (5 centavos) na solução, a mesma ficou com a cor prata. Em solução, os íons zincatos formam complexos com os íons hidróxidos e água, cuja fórmula é: [Zn(OH)3(H2O)]. Estes complexos possuem um potencial de redução maior que o do cobre, daí o porquê da deposição do zinco sobre o cobre sem a utilização de uma fonte de energia externa.
Cu(s) + ZnO22-(aq) + 2H2O(l)   Zn(s) + Cu2+(s) + 4OH—(aq)
	Ao levar a moeda, previamente lavada com água destilada e levemente seca com papel, a chama oxidante do bico de bunsen, observou-se a mudança na cor da moeda. Isso ocorreu por que houve uma deposição, na moeda, de Zn metálico formando uma liga bronzeada de zinco e cobre também conhecida como Latão.
(3.3) 	Ao limpar-se a placa de alumínio e colocá-la em reação com o nitrato de mercúrio II, deixou-se a mesma mais sensível, pois retirou-se a camada de passivação produzida pela reação da placa com o ar. A reação entre o nitrato de mercúrio II e o alumínio é a expressa desta forma:
3Hg(NO3)2(aq) + 2Al(s) 2 Al(NO3)3(aq)+ Hg(l)
	O Hg(NO3)2 serve para fazer com que o alumínio se oxide já que o potencial de redução do Hg é maior que do Al. Como isso, ao lavar a placa de alumínio retira-se a camada “protetora” que reagiu com o Hg(NO3). Foi preciso riscar a placa, pois, havia sobrado um pouco do alumínio em seu estado oxidado e ao fazer isso estaria tirando o que sobrou. Ao riscar a placa o Al que estava em sua forma reduzida, reage o oxigênio. Isso ocorre devido ao alumínio ter um potencial de oxidação alto.
Reação do Al com o oxigênio:
4Al(s) + 3O2(g) 2Al2O3(s)
Com a formação do óxido de alumínio, foi possível observar a deposição do óxido à placa de alumínio.
TAREFAS
Explique o que é hidrólise e exemplifique.
	Hidrólise é a quebra de uma molécula pela água. A hidrólise pode ser estabelecida como a reação entre moléculas de água e um sal, resultando em um ácido ou uma base fraca. Os íons provenientes de um sal, dissociados em solução aquosa, reagem com a água tornando a solução ácida, básica ou neutra.
Sal + Água ↔ Ácido + Base
- Um sal de ácido forte forma uma solução ácida:
Exemplo: H+ + H2O ↔ HOH + H+
- Um sal de base forte, forma uma solução básica:
Exemplo: OH- + H2O ↔ HOH + OH-
	 Podemos ter como exemplo:
•	Síntese da para-nitroanilina, a partir da nitroacetanilina, quando se tem uma nitração da acetanilina.
•	Processo de caulinização do feldspato de potássio, com dissociação de íons potássio em solução (K+), assim como moléculas de dióxido de silício (SiO2).
Defina ligas metálicas, exemplifique e dê aplicações.
	As ligações metálicas são tipos de ligações químicas que ocorrem entre metais, as quais formam uma estrutura cristalina chamadas de “ligas metálicas” (união de dois ou mais metais). Se pode dar como exemplos:
O aço:
Aplicações: fabricação de peças metálicas que sofrem elevada tração, principalmente estruturas metálicas.
Bronze:
Aplicações: produção de sinos, medalhas, moedas e estátuas.
Explique o fenômeno da passivação do alumínio.
	Inox é o termo empregado para identificar uma família de aços contendo no mínimo 10,5% de cromo, elemento químico que garante ao material elevada resistência à corrosão. Essa melhor condição ocorre devido ao fenômeno da passividade, uma reação química entre os componentes do inox e o meio ambiente que geram uma camada protetora.
	Os elementos de liga presentes nos aços inoxidáveis reagem com muita facilidade com o meio ambiente e um deles, em particular, o cromo, tem elevada afinidade química pelo oxigênio. A combinação destes dois elementos forma um filme fino e aderente que protege o material de subseqüentes ataques corrosivos, sendo conhecido por película protetora ou camada passiva. A camada passiva dos aços inoxidáveis resulta da reação entre o material e a água, sempre presente no meio ambiente (a umidade do ar se condensa sobre a superfície fria do metal). O produto dessa reação é um oxi-hidróxido de cromo e ferro, sendo que na região mais próxima da superfície metálica predomina um óxido e na região mais próxima ao meio ambiente predomina um hidróxido. Com o decorrer do tempo a camada de óxido aumenta, não acontecendo o mesmo com a de hidróxido e, aparentemente, existe um enriquecimento do filme passivo.
	Dentre as mais desejadas características da camada passiva podemos citar a sua capacidade de auto-regeneração. Na prática, a superfície do aço inoxidável já é naturalmente protegida pela camada passiva (Figura 1). Quando esta superfície do aço inoxidável é danificada por um arranhão, por exemplo, (Figura 2), a camada passiva se recompõe quase que instantaneamente (Figura 3), pois o cromo presente na liga continua a reagir com o oxigênio do meio. Qualquer outro material que necessite de algum tipo de revestimento protetor contra a corrosão não consegue tal desempenho, implicando no inevitável início do processo corrosivo ante a falha do seu revestimento(pintura, galvanização, cromeação, etc).
	
	Neste caso, o alumínio é um bom exemplo de material resistente à corrosão. Essa resistência se explica devido ao fato de esse metal, quando exposto ao ar, ou seja, interagindo com o gás oxigênio, formar uma película protetora denominada óxido de alumínio (Fe2O3). Como já explícito esse acontecimento é chamado de passivação.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Cobre, prata e ouro. Disponível em: <http://www.pontociencia.org.br/experimentos/visualizar/cobre-prata-e-ouro/144>. Acesso em: 02 dez. de 2017 –– modificado.
Definição – o que é silicatos. Disponível em: <https://www.cimm.com.br/portal/verbetes/exibir/1638-silicatos>. Acesso em 02 dez. de 2017.
Silicatos. Disponível em: <https://www.infoescola.com/quimica/silicatos/>. Acesso em: 02 dez. de 2017.
Alumínio: Ocorrência, obtenção industrial, propriedades e utilização. Disponível em:
<https://educacao.uol.com.br/disciplinas/quimica/aluminio-ocorrencia-obtencao-industrial-propriedades-e-utilizacao.htm>. Acesso em: 04 dez. de 2017. 
Camada Passiva - A responsável pela notável resistência à corrosão do aço inoxidável. Disponível em: <http://wwwo.metalica.com.br/camada-passiva-a-responsavel-pela-notavel-resistencia-a-corrosao-do-aco-inoxidavel>. Acesso em: 04 dez. de 2017.
Hidrólise e produto de solubilidade. Disponível em: <http://educacao.globo.com/quimica/assunto/equilibrio-quimico/hidrolise-e-produto-de-solubilidade.html>. Acesso em: 02 dez. de 2017.
Hidrólise. Disponível em: <https://www.todamateria.com.br/hidrolise/>. Acesso em: 02 dez. de 2017.
Hidrólise. Disponível em: <https://www.infoescola.com/reacoes-quimicas/hidrolise/>. Acesso em: 02 dez. de 2017.
Ligas Metálicas. Disponível em: <http://alunosonline.uol.com.br/quimica/ligas-metalicas.html>. Acesso em: 02 dez. de 2017.
Ligações Metálicas. Disponível em: <https://www.todamateria.com.br/ligacoes-metalicas/>. Acesso em: 02 dez. de 2017.