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RELATÓRIO- reações de precipitação

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS - DEPARTAMENTO DE QUÍMICA.
CURSO: QUÍMICA/LICENCIATURA.
DISCIPLINA: 503 - QUÍMICA EXPERIMENTAL
TURMA: 32
.
Aula 16: Reações Químicas: reação de precipitação.
 ALUNOS:
 
 PROFESSORA: 
Maringá, outubro de 2015.
Introdução.
Quando é realizada uma mistura e não for possível distinguir as substancias presentes a denominados como uma solução, os componentes de uma solução são o soluto e o solvente, é necessário levar em consideração a solubilidade dos compostos envolvidos. A solubilidade é a propriedade física da matéria que diz respeito à quantidade máxima de uma substância que pode ser dissolvida em uma determinada quantidade de outra substância. [1]
 Uma substancia tem de se dissolver espontaneamente em outra substancia denominada solvente, este é um componente cujo estado físico não se altera quando a mistura é preparada ou quando estão presentes em maior quantidade, os demais componentes da mistura são denominados solutos, todas as substancias possuem o seu coeficiente de solubilidade, que é a quantidade necessária de uma substância para saturar uma quantidade padrão de solvente, em determinada temperatura e pressão. [1]
As soluções podem apresentar-se como insaturadas, é quando a quantidade de soluto na solução é inferior á sua solubilidade, as saturadas quando a quantidade soluto em solução é igual à solubilidade desse soluto e supersaturadas quando a concentração de soluto em solução é superior sua capacidade. [2]
Se misturarmos duas ou mais soluções que possuem solutos diferentes poderão ocorrer reações químicas entre eles, as reações químicas são transformações da matéria na qual ocorrem mudanças qualitativas em sua composição química de um ou mais reagentes, tendo como resultado um ou vários produtos, e quando ocorre uma reação química entre dois ou mais solventes é possível realizar cálculos para se determinar a concentração, este calculo é conhecido como estequiometria das reações. [3] [4]
A estequiometria das soluções se baseia na lei da conservação das massas e das proporções definidas, numa reação química nada se perde, ou seja, a quantidade de cada substancia inicial deverá obrigatoriamente ser igual no final. A estequiometria é muito utilizada para balancear equações químicas, por exemplo, dois gases vão se chocar o hidrogênio e o oxigênio para a formação de um liquido, no caso a formação da água, a equação é H2+ O2 → H2O, esta equação não mostra a estequiometria correta da reação, pois não demonstra as proporções relativas do reagente e do produto, o correto seria para balancear a equação: 2 H2 + O2 → 2H2O, desta maneira é demonstrado que para duas amostra do hidrogênio é necessário uma amostra de oxigênio, na proporção 2:1, neste exemplo é possível afirmar que ocorreu uma reação completa, pois todas as quantidades colocadas para reagir produziram de acordo com a estequiometria, as quantidades máximas possíveis dos produtos. Quando se produz menos que o esperado, ou seja, a quantidade do produto foi inferior á quantidade dada pela estequiometria diz-se que a reação não teve rendimento total. [3] [4]
Além do rendimento das reações existem outros fatores como o da precipitação, uma reação de precipitação é quando é formado um solido durante a reação, um exemplo é quando se juntam duas soluções aquosas e o produto desta solução é um solido insolúvel no solvente, quando é formado um solido na reação química o denomina de precipitado. [5]
Numa reação de dupla troca, o rendimento das reações pode ser dito como total, pois, é uma reação onde dois reagentes geram dois produtos apenas permutando entre si, são duas substancias portadora de íons que reagem produzindo um novo arranjo químico de íons, sob as seguintes condições: a formação de um produto insolúvel ou menos solúvel que os demais; formação de um produto volátil a partir de reagentes menos voláteis; formação de um produto menos ionizado a partir de reagentes mais ionizados; formação de produtos instáveis a partir de produtos estáveis. [6]
	
Propriedades dos compostos
 
Fenolftaleína
A fenolftaleína é um indicador de pH que se apresenta como um sólido branco, sua fórmula química é  C20H14O4. Ela é insolúvel em água, mas é solúvel em etanol. Ao ser adicionada em soluções ácidas e neutras, apresenta-se incolor, porém ao ser adicionada em soluções básicas, apresenta-se rósea. A sua cor muda (torna-se rósea) a partir de pH 8. [7] [8]
Cloreto de Bário
O cloreto de bário possui formula molecular BaCl2, é obtido através da reação de acido clorídrico com hidróxido de bário, é um pó branco e inodoro em seu estado físico, é uma substancia altamente toxica em contato com a pele e mucosas, conduz corrente elétrica em estado liquido,sendo desta forma uma substancia iônica.
O cloreto de bário é muito utilizada no setor de metalurgia em sais de tempera, com a finalidade de aumentar a dureza de ferros ou aços. [9]
1.1.3. Iodeto de Potássio
 
 O iodeto de potássio possui formula química KI comporta-se como um sal iônico K+I− , é obtido a partir da reação do hidróxido de potássio com o iodo, é um sal branco cristalino. Foi muito utilizado como medida de precaução contra a exposição á radiação, pelos japoneses em tornos dos complexos nucleares de Fukushima, foi distribuídos 230 mil unidades em pastilhas de iodeto de potássio, contendo uma forma estável de iodo, pois a tireoide o absorverá, consequentemente bloqueando a absorção de expositores subsequentes a iodo radioativo, assim, se você toma iodeto de potássio e é exposto ao iodo radiativo, ele não terá lugar para ir, já que sua tiroide está toda cheia, e o material radiativo será excretado do corpo. [10] [11]	
Sulfato de Cobre 
O Sulfato de Cobre é um composto químico cuja fórmula molecular é CuSO4. É classificado como um sal e existe sob algumas formas que diferem o grau de hidratação, na forma anidra ele se apresenta como um pó de coloração verde opaca ou cinzento, enquanto na sua forma penta-hidratada (CuSO4.5H2O), a forma no qual é mais encontrado, ele é azul brilhante. Quando reagido com hidróxido de sódio, forma um sólido gelatinoso azul pálido, que é o hidróxido de cobre (II), composto químico inorgânico de fórmula Cu(OH)2, é o hidróxido de metal cobre com estado de oxidação 2+.
Geralmente é comprado e não preparado em laboratório, pois pode ser produzido pela reação química de ácido sulfúrico com uma variedade de compostos de cobre. O sulfato de cobre é um fungicida muito usado na agricultura e jardinagem. É um dos principais componentes da Calda Borda lesa, empregada principalmente na cultura de frutos (uva, figo, goiaba, tomate, etc.) contra uma doença fúngica chamada ferrugem. [12]
Nitrato de Chumbo 																	
 O nitrato de chumbo é um composto químico de formula molecular Pb(NO3)2, é um sal inorgânico, solido, inodoro e de coloração branca, não é inflamável mas se exposto ao fogo produz óxidos tóxicos de nitrogênio e em contato com combustíveis, pode causar incêndio. Possui peso molecular de 331 g/mol − ¹ , é solúvel em água, possui ph de 4,1. É utilizado como matéria prima para compostos de chumbo, fósforos de segurança, agente anti corrosivo e pigmento para varias tinturas.[13]
Acido Clorídrico
O ácido clorídrico é a solução de cloreto de hidrogênio, um composto químico de fórmula HCl, em água, concentrado, ele tem um odor acre e picante, é higroscópico e libera vapores visíveis em contato com o ar úmido.
 É um ácido definido como forte, pois possui alta dissociação iônica, mas em solução aquosa com concentração de 0,1 mol/L seu ph é igual a zero, é utilizado geralmente como reagente químico,devido á sua capacidade altamente reativa. Em sua forma pura o HCl é um gás incolor que forma fumos de ácido clorídrico em contato com a umidade atmosférica, seu ponto de fusão é -114,2º C .
Este ácido pode ser encontrado no estomago, pois sucos digestivos humanos consistem numa mistura bastante diluída de acido clorídrico e de enzimas que ajudam a quebrar as proteínas presentes na comida, o acido clorídrico e encontrados em vários produtos de limpeza de pisos, é muito usado em soluções acidificantes para aquários com peixes ornamentais.
 A produção em grande escala do ácido clorídrico é quase sempre integrada com outra produção química de escala industrial. No processo industrial de cloro-álcali, uma solução de sal sofre eletrólise, produzindo gás cloro, gás hidrogênio e hidróxido de sódio. Por combustão do hidrogênio em ambiente clorado ocorre à formação do cloreto de hidrogênio, da seguinte formula: Cl2 + H2 → 2 HCl , por se tratar de uma reação exotérmica, o reator químico se forno de acido clorídrico.[14]
Acido Sulfúrico																		
O acido sulfúrico possui formula química	H2SO4 é líquido incolor, viscoso e oxidante, possui densidade de 1,84g/cm3, ao diluir o ácido sulfúrico, não se deve adicionar água, porque o calor liberado vaporiza a água rapidamente, à medida que ela vai sendo adicionada. É uma das substâncias mais utilizadas nas indústrias. O maior consumo de ácido sulfúrico se dá na fabricação de fertilizantes, como os superfosfatos e o sulfato de amônio. É ainda utilizado nas indústrias petroquímicas, de papel, de corantes etc. e nas baterias de chumbo (baterias de automóveis). [15]																				
Hidróxido de Sódio
O hidróxido de sódio NaOH, também conhecido como soda caustica, é obtido a partir da eletrolise aquosa do cloreto de sódio com eletrodos inertes ao mesmo tempo em que é produzido gás cloro no eletrodo positivo o gás hidrogênio é produzido no eletrodo negativo. É utilizado em reações químicas por sua alta reatividade. Exemplos: em degradações, onde é usado para preparar alcanos a fim de diminuir a quantidade de carbono na cadeia. Usado também, juntamente com o óxido de cálcio (CaO), para diminuir a reatividade e prevenir a corrosão dos tubos de ensaio.
É um hidróxido cáustico usado na indústria na fabricação de papel, tecidos, detergentes, alimentos e biodiesel. Também usado para desobstruir encanamentos e sumidouros pelo fato de ser corrosivo. É produzido por eletrólise de uma solução aquosa de cloreto de sódio (salmoura).
O manuseio do hidróxido de sódio deve ser feito com total cuidado, pois apresenta um quadro considerável de danos ao homem. Se for ingerido, pode causar danos graves e as vezes irreversíveis ao sistema gastrointestinal, e se for inalado pode causar irritações, sendo que em altas doses pode levar à morte. O contato com a pele também é um fato perigoso, pois pode causar de uma simples irritação até uma úlcera grave, e nos olhos pode causar queimaduras e problemas na córnea ou no conjuntivo. [16]
Objetivo
Esta prática tem como prever, com auxilio de tabela de solubilidade, as reações que ocorrem com formação de precipitado. 
Parte Experimental.
Materiais
Ácido Clorídrico;
Ácido Sulfúrico;
Conta-gotas; 
Estante para tubo de ensaio;
Hidróxido de Sódio;
Indicador Fenolftaleína;
Solução de Cloreto de Bário;
Solução de Iodeto de Potássio;
Solução de Nitrato de Chumbo;
Solução de Sulfato de Cobre;
Tubos de ensaio;
Métodos
Experimento 01: Inicialmente havia 4 tubos de ensaio com substancias desconhecidas enumeradas de 01 até 04, essas substancias foram divididas em três parcelas, em outros tubos de ensaio também enumerados. Adicionou-se 02 gotas do indicador de fenolftaleína em cada tubo de ensaio, em seguida nestes mesmo tubos adicionou-se também cerca de 3 ml da solução de acido clorídrico, observou-se e anotou-se.
Experimento 02: Na segunda parcela de tubos de ensaio enumerados, inseriu-se cerca de 3 ml da solução de hidróxido de sódio, aguardou-se cerca de 5 minutos, observou-se e anotou-se.
Experimento 03: Na terceira parcela de tubos de ensaio enumerados, acrescentou- se cerca de 3 ml da solução do acido sulfúrico, aguardou-se cerca de 5 minutos, observou-se e anotou-se.
 Resultados e Discussão
Inicialmente, receberam-se quatro tubos de ensaio enumerados, porém sem identificação das soluções contidas neles, foi fornecido que essas soluções poderiam ser: sulfato de cobre II ( CuSO4), cloreto de bário ( BaCl2), nitrato de chumbo ( Pb(NO3)2) e iodeto de potássio (KI). 
Adicionou-se o indicador fenolftaleína aos tubos de ensaio, verificou-se que nada ocorreu em relação a coloração das soluções, indicando que todos as soluções tinham pH menor que 8. 
Após dividir as soluções em três parcelas, colocou-se na primeira parcela de tubos de ensaio, cerca de 3mL de ácido clorídrico, observou-se que nos tubos 1, 2 e 4 não ocorreu formação de precipitado e não houve nenhuma alteração na solução, porém no tubo 3 houve formação de precipitado branco. Desta forma, realizou-se as reações químicas com as soluções dadas:
BaCl2 + HCl → não ocorre reação
CuSO4 + 2 HCl → CuCl2 + H2SO4 
KI + HCl → KCl + HI
Pb (NO3)2 + 2HCl → PbCl2 ↓ + 2HNO3
A partir da tabela de solubilidade em água, consultada durante o experimento, pode-se dizer que nas reações com ácido clorídrico, há formação de precipitado somente com nitrato de chumbo, pois o produto formado é o cloreto de chumbo que é insolúvel em água, portanto descobriu-se que no tubo 3 continha nitrato de chumbo. Não houve formação de precipitado nas outras reações, pois os produtos destas são todos solúveis em água e a reação com cloreto de bário não ocorre.
Na segunda parcela de tubos de ensaio, adicionou-se cerca de 3 mL de hidróxido de sódio, observou-se que em todos os tubos houve formação de precipitado, no tubo 1 houve formação de um precipitado azul, nos tubos 2, 3 e 4 os precipitados foram de cor branca. As reações que demonstram tais processos são:
BaCl2 + 2 NaOH → 2NaCl + Ba(OH)2 ↓
CuSO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + Cu(OH)2↓
KI + NaOH → NaI + KOH ↓
Pb(NO3)2 + 2 NaOH → 2 NaNO3 + Pb(OH)2 ↓
Novamente, a partir da tabela de solubilidade, observou-se que houve formação de precipitado em todas as reações, pois os produtos são insolúveis em água. Com a formação de um precipitado azul no tubo 1, pode-se dizer que a solução contida nesse tubo inicialmente era de sulfato de cobre, pois segundo a literatura, ao reagi-lo com hidróxido de sódio, o produto que é o hidróxido de cobre, é um sólido de coloração azul. 
Para caracterizar as demais soluções, adicionou-se cerca de 3mL de ácido sulfúrico na terceira parcela de tubos de ensaio. Notou-se que nos tubos 1 e 2 nada ocorreu, porém nos tubos 3 e 4 houve formação de precipitado branco. As reações ocorridas são:
 BaCl2 + H2SO4→ BaSO4 ↓ + 2 HCl
CuSO4 + H2SO4→ não ocorre reação
2 KI + H2SO4 → K2SO4 + 2HI
Pb(NO3)2 + H2SO4 → PbSO4 ↓ + 2 HNO3
A partir das reações e da tabela de solubilidade, e sabendo que se identificaram dois tubos sendo: o tubo 1 com sulfato de cobre e o tubo 3 com nitrato de chumbo, restou caracterizar os tubos 2 e 4. A partir da analise do tubo 4 onde ocorreu formação de precipitado, e do tubo 2 aonde não ocorreu formação de precipitado, pode-se concluir que as soluções contidas nesses tubos são, cloreto de bário e iodeto de potássio, respectivamente, pois o produto da reação de ácido sulfúrico com cloreto de bário é insolúvel em água, já o produto da reação com iodeto de potássio é solúvel em água.
 
Conclusão
Através dos experimentos realizados em laboratório, concluiu-se que no tubo 1 havia sulfato de cobre, no tubo 2 iodeto de potássio, no tubo 3 nitrato de chumbo e por fim no tubo 4 cloreto de bário. Concluiu-se também que as previsões de acordo com a tabela de solubilidade correspondem aos resultados dos experimentos, este mostrando-se satisfatório.
Referências Bibliográficas
[1]http://web.ccead.pucrio.br/condigital/mvsl/Sala%20de%20Leitura/conteudos/SL_solubilidade.pdf,acessado 29/10/2015.
[2]http://www.proenc.iq.unesp.br/index.php/quimica/200-solucoes-supersat, acessado 28/10/2015.
[3]http://www.proenc.iq.unesp.br/index.php/quimica/238-esteq-analise, acessado 28/10/2015.
[4]http://www.tecnicodepetroleo.ufpr.br/apostilas/engenheiro_do_petroleo/estequiometria.pdf , acessado 28/10/2015.
[5]http://francisco-moura-cfq.blogspot.com.br/2012/12/reacoes-de precipitacao.html, acessado 28/10/2015
[6]http://sites.aticascipione.com.br/planetaquimica/simuladores/dupla-troca/dupla-troca.htm, acessado 30/10/2015.
[7]http://www.explicatorium.com/CFQ8/Indicadores_de_acido_base.php, acessado em 22/10/2015.
[8] http://en.wikipedia.org/wiki/Congo_red, acessado em 22/10/2015.
[9] https://pt.wikipedia.org/wiki/Cloreto_de_b%C3%A1rio, acessado 29/10/2015.
[10]://www2.uol.com.br/sciam/artigos/iodeto_de_potassio_protege_pessoas_contra_radiacao_.html, acessado 29/10/2015
[11]http://sistemasinter.cetesb.sp.gov.br/produtos/ficha_completa1.asp?consulta=IODETO%20DE%20POT%C1SSIO, acessado 29/10/2015
[12] https://pt.wikipedia.org/wiki/Sulfato_de_cobre%28II%29, acessado em29/10/2015
[13]http://sistemasinter.cetesb.sp.gov.br/produtos/ficha_completa1.asp?consulta=NITRATO%20DE%20CHUMBO, acessado em 29/10/2015.
[14] https://sites.google.com/site/scientiaestpotentiaplus/acido-cloridrico, acessado em 29/10/2015.
[15]http://www.quimica.seed.pr.gov.br/modules/galeria/detalhe.php?foto=1514&evento=4#menu-galeria, acessado 29/10/2015.
[16]http://www.brasilescola.com/quimica/hidroxido-de-sodio.htm,acessado 29/10/2015.

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