PREPARAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE UM COMPOSTO DE ALUMÍNIO

Prévia do material em texto

Maringá, 17 de novembro de 2017 
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ 
Centro de Ciências Exatas 
Departamento de Química 
 
 
 
 
 
 
 
 
PREPARAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE UM COMPOSTO DE 
ALUMÍNIO 
 
 
 
 
 
 
 
 
Acadêmicos: Daíse Miranda Ávila RA: 94364 
 Nathália da Silva Malaco RA: 99330 
Curso: Química Bacharelado 
Disciplina: Química Inorgânica Experimental I 
Docente: Eduardo Radovanovic 
 
1. Introdução 
O alumínio é um dos elementos metálicos mais abundantes na crosta terrestre 
(8%) e mais utilizado pelo homem, sendo sua principal fonte de extração a bauxita, uma 
rocha composta pela mistura de óxidos de alumínio e diversas impurezas. [1] 
Conhecido desde a antiguidade, por suas diversas utilidades, era usado como 
mordente, ou seja, como fixador de corantes em objetos feitos de ouro. Hoje em dia, é 
sintetizado através do Processo de Hall-Héroult, desenvolvido em 1886, que consiste na 
eletrólise ígnea de uma mistura de alumina e criolita (Aℓ2O3 + Na3AℓF6). [1] 
Mesmo não aparecendo na natureza em sua forma elementar, é encontrado na 
forma de rochas e minerais, como já dito acima. O Brasil constitui uma das maiores 
reservas de bauxita do mundo, sendo também um dos maiores produtores desse metal 
mundialmente. [1] 
O alumínio possui inúmeras aplicações, como por exempli, utensílios domésticos 
(talheres, frigideiras, panelas, garrafas térmicas, entre outros), equipamentos elétricos, 
eletrodomésticos, produtos de higiene, cosméticos, produtos farmacêuticos entre outros. 
[1] 
Essas diversas aplicações se devem as suas propriedades, é muito resistente a 
corrosão, tem uma baixa densidade (2,7g/cm3), ou seja, é mais leve que o aço 
(7,86g/cm3), é um bom condutor térmico e elétrico, possui uma boa refletividade, o que 
permite seu uso em luminárias, possui o ponto de fusão de 660ºC e o de ebulição de 
2467ºC. Além disso, é muito fácil de ser reciclado e não perde suas propriedades no 
processo. [2] 
O sulfato de alumínio recebe o nome alúmen, que é todo sal composto por dois 
sulfatos (ânions) e dois cátions com cargas diferentes. Alguns exemplos de alúmen são 
o de prata e o de potássio. [3] 
As características principais e gerais destes sais são que os mesmos são 
compostos iônicos, solúveis em água e álcool e são sólidos em temperatura ambiente. [3] 
Com um foco maior no alúmen de potássio (KAl(SO4)2), também conhecido como 
pedra hume, é comumente encontrado em sua forma dodecaidratada com 12 moléculas 
de água. Seus cristais são na forma de octaedros regulares com bordas planas, possui 
um pH que varia de 3 a 5 e funde a 92ºC. [4] 
É muito utilizado na purificação de água, curtimento de couro, na produção de pão, 
na indústria de cosméticos como em desodorantes e pós-barbas, e em fotografias como 
endurecedor da gelatina e emulsões. [4] 
Da mesma forma que o alumínio, também é encontrado na forma de rochas e 
minerais, principalmente em áreas de meteorização e oxidação de sulfetos. Não é 
considerado perigoso, porem pode causar irritações se entrar em contato com os olhos. 
[4] 
2. Objetivos 
Os objetivos do experimento constituem na obtenção do alúmen através do 
alumínio sólido e também, a determinação do ponto de fusão do mesmo. 
3. Procedimento experimental 
3.1 Preparação do composto 
Para preparar o composto, primeiramente foram pesados aproximadamente 1,0g 
de papel alumínio e depois, o mesmo foi cortado em pequenos pedaços, colocado em 
um béquer de 250mL e, em seguida, adicionado 50mL de uma solução de KOH 2,0 mol/L. 
Dentro da capela, o béquer foi aquecido utilizando uma chapa de aquecimento em 
temperatura moderada e tomando cuidado para que a solução não entrasse numa 
ebulição violenta. Assim que os pedaços de alumínio foram consumidos, continuou-se o 
aquecimento até que a água restante evaporasse, o que resultou em, aproximadamente, 
25mL de solução. 
Após isso, adicionou-se cerca de 20mL de ácido sulfúrico 9,0mol/L, gota a gota 
sob agitação constante. Com a formação de um precipitado, o mesmo foi aquecido 
novamente para que dissolvesse. Esperou até que a solução esfriasse e a mesma foi 
colocada em banho de gelo. Com os cristais formados, utilizou-se um funil de Bunchner 
e papel filtro para filtra-los com uma solução de 20mL de uma mistura etanol/água 50/50. 
Em seguida, os cristais foram transferidos para um vidro relógio e colocados em uma 
estufa a 75ºC por 30 minutos. 
3.2 Medida do ponto de fusão 
Depois dos cristais já secos, utilizou-se um tubo capilar com uma das 
extremidades fechadas para coletar uma pequena quantidade do sólido. O mesmo foi 
acoplado a um termômetro e o conjunto foi inserido dentro do tubo de Thiele contendo 
água suficiente para cobrir o bulbo do termômetro. Foi utilizado um suporte universal e 
garras para fixar o tubo e o termômetro. 
Por fim, iniciou-se o aquecimento do tubo e foi anotada a temperatura na qual o 
sólido se fundiu. 
4. Resultados e discussões 
Ao adicionar a solução de KOH sobre o papel alumínio, houve efervescência, 
liberação de gás (H2) e a solução ficou preta. Enquanto o béquer era aquecido o papel 
alumínio foi consumido. Após o aquecimento a solução ficou límpida, como mostra a 
reação 1. 
2Al + 6H2O + 2KOH 2KAl(OH)4 + 3H2 
A reação 1 se dá em duas etapas. Na primeira, o KOH é um catalisador, e a na 
segunda, ele reage com o Al(OH)3. 
Al + 3H2O KOH Al(OH)3 + 3/2H2 
 
KOH + Al(OH)3 KAl(OH)4 
Ao adicionar H2SO4 no produto formado na reação 1, há a formação de um 
precipitado branco (Al(OH)3), isso ocorre porque quando o KOH é comparado com o 
Al(OH)3, o KOH é uma base mais forte, então o ácido reage primeiramente com ele, como 
mostra a reação 3. 
KAl(OH)4 + ½H2SO4 ½ K2SO4 + Al(OH)3 + H2O 
Ao aquecer novamente a solução até que o precipitado se dissolvesse, o H2SO4 
reagiu com o Al(OH)3, como mostra a reação 3. 
1 
2 
2Al(OH)3 + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 6H2O 
E a reação 4 mostra a formação do alúmen. 
KAl(OH)4 + 2H2SO4 KAl(SO4)2 + 4H2O 
Por fim, para determinar o ponto de fusão do composto formado (alúmen), assim 
que o tubo capilar foi colocado dentro do tubo de Thiele contendo água, juntamente com 
o termômetro, começou-se o aquecimento e o sólido iniciou a fusão à 85ºC 
aproximadamente. 
5. Conclusão 
Através do experimento todos os objetivos foram alcançados, pois foi possível 
preparar um composto de alumínio (alúmen) e também, determinar o ponto de fusão do 
mesmo utilizando o tubo de Thiele. 
6. Referências 
1- FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. Alumínio. Disponível em: < 
http://alunosonline.uol.com.br/quimica/aluminio.html>. Acessado em 16 de novembro 
de 2017. 
2- Associação Brasileira do Alumínio. Alumínio. Disponível em: < 
http://abal.org.br/aluminio/caracteristicas-quimicas-e-fisicas/>. Acessado em 16 de 
novembro de 2017. 
3- DIAS, Diogo Lopes. "Alúmen"; Brasil Escola. Disponível em 
<http://brasilescola.uol.com.br/quimica/alumen.htm>. Acesso em 16 de novembro de 
2017. 
4- Alúmen de potássio. Disponível em: < 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Al%C3%BAmen_de_pot%C3%A1ssio>. Acesso em 
16 de novembro de 2017. 
3 
4