RELATÓRIO 4 alumen de potassio

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO TRIÂNGULO MINEIRO 
Instituto de Ciências Tecnológicas e Exatas 
 
 
 
Alessandra Demelas Thebaldi 
Gabriel Mateus Pedroso 
Luana C. F. Freitas 
Maurício Pavani da Silva 
Natália Trindade Guerra 
Samuel Phelipe Barão Borges 
 
 
 
 
 
 
Experimento n°: 04 
Síntese do alúmen de potássio, KAl(SO4)2.12H2O 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. Benecildo Amauri Riguetto 
 
Disciplina: Laboratório de Química 
 
 
 
 
 
 
 
 
Uberaba – MG 
05/10/2016 
1 INTRODUÇÃO 
 
Os sais duplos são sais que apresentam na sua composição dois cátions e um 
ânion ou dois ânions e um cátion, são compostos cristalinos que podem ser obtidos 
através de reações de neutralização. Os ácidos utilizados para a neutralização de duas 
bases diferentes, para a obtenção do sal duplo, são os ácidos prolipróticos, que são 
aqueles que possuem mais de um hidrogênio ionizável. Assim, quando hidratados 
obtêm-se o alúmen. (DIAS, 2014) 
Os alumens contêm um cátion monovalente, um cátion trivalente e o íon sulfato 
como ânion e apresenta como formula geral M+M3+(SO4)2.12H2O, onde M+ representa 
o cátion monovalente e M3+ os cátions trivalentes. Como visto no experimento, os 
alumens se mantém na forma cristalizada. (DIAS, 2014) 
O alúmen de potássio cristaliza em octaedros regulares com bordas planas, 
além de ser muito solúvel em água. Ocorre naturalmente em rochas, em áreas 
de meteorização e oxidação de sulfetos minerais e minerais de rolagem de potássio, 
e é conhecido como Calunita em rochas. Com sua vasta exploração é necessário 
encontrar formas alternativas para sua obtenção. 
O alúmen não é considerado perigoso, porem pode causar irritações. Esse 
também é muito importante no cotidiano, pois é usado na purificação da água, 
desodorantes, é o principal constituinte da pedra ume, considerada cicatrizante e na 
tintura de tecidos, realizado no experimento e observado sua propriedade absorvente. 
 
2 OBJETIVOS 
 
O experimento foi realizado com o objetivo de obter a síntese de um sal duplo 
através da neutralização do hidróxido de sódio e de potássio pelo ácido sulfúrico, 
realizar a filtração por gravidade e a vácuo de uma solução de alumínio dissolvido em 
KOH e a de uma mistura sólido-líquido respectivamente e posteriormente determinar 
o rendimento percentual da reação. 
 
 
3 PARTE EXPERIMENTAL 
 
3.1 MATERIAIS 
 
 Os materiais necessários para a realização do presente experimento são: 
 - 2 Béqueres de 250 ml; 
 - 2 Papéis de filtro; 
 - 2 Tubos de ensaio; 
 - Ácido sulfúrico (6,0 mols/L); 
 - Água destilada; 
 - Argola para filtração; 
 - Balança analítica de quatro casas decimais de precisão; 
 - Bastão de vidro; 
 - Béquer de 50 ml; 
 - Bico de Bunsen; 
 - Bomba à vácuo; 
 - Conta-gotas; 
 - Cloreto de bário (0,10 mol/L); 
 - Espátula; 
 - Etanol gelado; 
 - Funil de Büchner; 
 - Gelo; 
 - Hidróxido de potássio (3,0 mols/L); 
 - Hidróxido de sódio (0,10 mol/L); 
 - Papel de alumínio; 
 - Proveta; 
 - Suporte universal; 
 - Tela de amianto; 
 - Tripé. 
 
 
3.2 METODOS 
 
Para a realização do experimento foi picado aproximadamente 0,5 g de papel 
alumínio colocados em um béquer de 250 ml, foi adicionado ao béquer 15 ml da 
solução de 3 mol/L de hidróxido de potássio (KOH). Após a reação completa do papel 
alumínio com o hidróxido de potássio a mistura foi filtrada utilizando o filtro de papel e 
o funil, armazenada no segundo béquer de 250 ml, o resíduo filtrado foi descartado 
junto com o papel de filtro em lixo comum. 
Ao final do processo de filtragem foi adicionado com o auxílio do bastão de vidro 
10 ml da solução em 6 mol/L de ácido sulfúrico (HSO4) sob agitação constante até a 
formação do precipitado Al (OH)3. A substância foi levada ao aquecimento utilizando o 
bico de Bunsen, em fogo brando, até que o precipitado reaja totalmente. A substância 
foi retirada do aquecimento para atingir a temperatura ambiente, em seguida o béquer 
foi colocado em um banho de gelo para a formação de cristais. Utilizando um papel de 
filtro previamente cortado e pesado, a mistura foi filtrada com o auxílio de uma bomba 
a vácuo. O papel de filtro foi colado no fundo do funil e umedecido com etanol gelado, 
a mistura do béquer foi passada para o funil com o auxílio do bastão de vidro, de tal 
forma que o remanescente dos cristais foram lavados utilizando novamente o etanol 
gelado, tomando cuidado para não ficarem resquícios nos instrumentos utilizados. 
Para caracterização do produto obtido foi preparada uma solução de 0,5g de 
alúmen dissolvido em água da torneira. Foi coletado 2 ml dessa solução e distribuídos 
em dois tubos de ensaio. No primeiro tubo foi adicionado, gota a gota, 0,1 mol/L de 
hidróxido de sódio e observado a formação de precipitado (teste do íon de alumínio). 
No segundo tubo foi acrescentado 1 ml da solução de 1 mol/L de cloreto de bário e 
observado as transformações ocorridas (teste para o íon sulfato). O terceiro teste foi 
realizado pelo responsável técnico do laboratório, foi analisado a mudança na 
coloração da chama emitida pelo bico Bunsen ao levar uma pequena quantidade de 
alúmen, com o auxílio do bastão de vidro, a sua zona oxidante. 
 
 
 
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
A massa obtida de papel alumínio picado para o experimento foi de 0,5136 g, 
um valor muito próximo do ideal. Após a adição do KOH observou-se uma 
efervescência propiciada pela reação do alumínio com a base, segundo a reação: 
 2Al(s) + 2KOH(aq) + 6H2O(l) 2KAl(OH)4(aq) + 3H2(g) (1) 
Verificando assim, que tal efervescência foi gerada pelo desprendimento do gás 
hidrogênio. O termo 6H2O(l) é atribuído à solução aquosa de KOH. Em seguida, a 
mistura foi filtrada utilizando um papel filtro de massa 1,0874 g e o resíduo coletado foi 
descartado no lixo convencional. 
 Depois da completa filtração, a solução de H2SO4 foi adicionado, verificando a 
formação instantânea de um precipitado branco, facilmente reconhecido como 
hidróxido de alumínio pela equação: 
 2KAl(OH)4(aq) + H2SO4(aq) K2SO4(aq) + 2Al(OH)3(s) + 2H2O(l) (2) 
Sendo assim, o aquecimento desta solução proporciona a seguinte reação 
química: 
4Al(OH)3(s) + 3H2SO4(aq) Al2(SO4)3(aq) + 2Al(OH)3(s) + 6H2O(l) (3) 
 O termo 3H2SO4(aq) representa o ácido sulfúrico em excesso que reage com o 
hidróxido de alumínio. Assim, existem na solução íons potássio, alumínio e sulfato, os 
quais formam o sal sulfato de alumínio e potássio, segundo a equação: 
K2SO4(aq) + Al2(SO4)3(aq) + 6H2O(l) 2KAl(SO4)2.12H2O(s) (4) 
Portanto, o termo obtido 2KAl(SO4)2.12H2O(s) é chamado de alúmen de 
potássio, o sal duplo que é o foco do experimento. Portanto, a equação química global 
que representa a síntese do alúmen é: 
2Al(s) + 2KOH(aq) + 22H2O(l) + 4H2SO4(aq) 2KAl(SO4)2.12H2O(s) + 3H2(g) (5) 
 Verifica-se, nesta etapa, um material resultante com aspecto cristalizado, 
semelhante à um cristal de açúcar molhado. 
Dando continuidade ao experimento, para que o papel filtro coubesse no funil 
de Büchner, foi necessário realizar um corte circular para eliminar o excesso de papel 
e então, a sua massa foi medida, resultando em 0,6013 g. Assim, o béquer contendo 
o material resultante da etapa anterior foi colocado em banho de gelo por 
aproximadamente cinco minutos ou até que houvesse uma maior formação de cristais. 
Em seguida, o alúmen foi filtrado a vácuo e lavado com etanol. O resultado final é um 
material branco e em forma de cristais e aproximadamente 8.5g de alúmen. 
É possível observar que a massa de alúmen esperada segundo a 
estequiometria da reação (equação química global) e a quantidade de alumínio 
utilizado seria algo próximo à 7,0 g, entretanto, a massa obtida, 8,5 g, se mostra 
superior, o que resulta em um rendimento percentual de aproximadamente 120%, 
sendo plausível atribuir tal discrepância a erros de leituras das medidas, impurezas 
presentes no material e outras dificuldades durante a execução. 
Na sequência do experimento, para caracterizar o produto obtido, NaOH (0,1 
mol/L) foi adicionado gota a gota ao tubo de ensaio, contendo 1 ml da solução 
preparada a partir de 0,5 g de alúmen, obtido na etapa anterior, em 20 ml de água. 
Foram necessárias por volta de 15 gotas para que ocorresse a observação da reação, 
a qual foi constituída pela formação de um precipitado em forma de “nuvem”, uma fase 
em suspensão. Com mais 10 gotas, tal fase suspensa desapareceu. 
Na terceira etapa, foi adicionado 1 ml de BaCl2 (0,1 mol/L) ao segundo tubo de 
ensaio, preparado com a mesma solução de 0,5 g de alúmen e 20 ml de água. 
Verificou-se a formação de uma fase homogênea com característica turva, de cor 
branca. 
Foi realizado pelo responsável técnico do laboratório o experimento do teste da 
chama, no qual foi possível observar a mudança na cor da chama produzida pelo bico 
de Bunsen, de azul para violeta, confirmando a presença de íons potássio no material 
obtido. 
Concluindo a fase experimental, cortou-se dois pedaços de tecido branco, e 
umedecendo um deles, uniu o mesmo com solução contendo 10% de alúmen de 
potássio, anteriormente obtido. Efetuando a lavagem do tecido com solução de 
hidróxido de amônio e aguardando 5 minutos, mergulhou-se os dois pedaços de 
tecido, o que entrou em contato com a solução contendo alúmen, juntamente com 
outro inalterado, em uma segunda solução contendo corante de tonalidade violeta. 
Comparando os resultados, pode ser notada, a coloração violeta característica no 
tecido tratado. 
Vale ressaltar, que esta parte do experimento foi realizada por outro grupo de 
nosso laboratório, assim, colhemos informações com os integrantes, que efetuaram o 
experimento da melhor forma, e seguindo o roteiro proposto, sem dificuldades 
notáveis. 
 
5 CONCLUSÕES 
Desta forma foi possível observar a síntese do cristal duplo, denominado sulfato 
de alumínio e potássio, conhecido como alúmen de potássio, através da interação 
entre os componentes trabalhados. Foi observado que o processo de obtenção do sal 
ocorreu basicamente através de reações de neutralização e de oxirredução. 
Contudo, é importante mencionar as dificuldades encontradas durante a 
realização do teste do íon de alumínio, no primeiro momento não foi possível detectar 
a formação do precipitado, sendo necessário executá-lo novamente. E assim foi 
constado a formação de precipitado por volta da decima quinta gota de hidróxido de 
sódio e sua dissolução ao continuar adicionando gotas. Foi possível confirmar a 
presença do íon sulfato na solução ao adicionar cloreto de bário e observar a formação 
de precipitado. Ao levar uma pequena quantidade de alúmen a chama do bico de 
Bunsen foi possível constatar a mudança na coloração da chama de azul para violeta 
e assim inferir a presença de íon potássio. Apesar de não ter sido realizado o teste de 
coloração do tecido pelo grupo, os resultados observados mostram que ao molhar o 
tecido no alúmen, este possibilitou uma maior fixação da cor, sendo amplamente 
utilizado nas indústrias de roupas para a pigmentação. 
Ademais, é possível observar a discrepância entre a massa de alúmen obtido, 
8,5 g, e aquele mensurado teoricamente, 7,0 g, levando a um rendimento de 
aproximadamente 120%, sendo possível atribuí-la a erros de medidas, impurezas 
presentes no alúmen e dificuldades durante a execução. 
 
REFERÊNCIAS 
DIAS, D. P. Nomenclatura de sais duplos. Mundo educação, Química inorgânica. 
2014. Disponível em: <http://mundoeducação.bol.uol.com.br/quimica/nomenclatura-
sais-duplos.htm>. Acesso em 10 de outubro de 2016. 
SOUZA, Líria Alves De. Classificação dos Sais; Brasil Escola. Disponível em 
<http://brasilescola.uol.com.br/quimica/classificacao-dos-sais.htm>. Acesso em 10 de 
outubro de 2016. 
 
PFEIFER, Adriene Artiaga et al. Apostila de Laboratório de Química. Uberaba: 
[2015?]. 
RIGUETTO, B. Apostila de Laboratório de Química. Uberaba: Universidade 
Federal do Triângulo Mineiro, 2016. p. 38. 
 
 
APÊNDICE A- RESPOSTAS 
 
1. Composto anfótero é a substância que apresenta divergência de comportamento de 
acordo com o reagente a que se relaciona, ou seja, pode agir tanto como ácido quanto 
como base. Sendo que, estando na presença de ácido, comporta-se como uma base, 
e na presença de uma base, comporta-se como um ácido. 
 
2. Como o potencial padrão de redução é negativo, o alumínio tem tendência de perder 
elétrons (portanto, oxidar); assim, o alumínio tem a característica de grande 
reatividade. 
 
3. Não, pois o alumínio reage fortemente com a solução de hidróxido de potássio, 
correndo a liberação de uma grande quantidade de energia e a formação de gás 
hidrogênio, substância altamente inflamável. 
 
4. A formação do KAl(SO4)2.12H2O(s) passa pelo seguinte processo: 
1°) 2Al(s) + 2KOH(aq) + 6H2O(l) 2KAl(OH)4(aq) + 3H2(g) 
2°) 2KAl(OH)4(aq) + H2SO4(aq) K2SO4(aq) + 2Al(OH)3(s) + 2H2O(l) 
3°) 4Al(OH)3(s) + 3H2SO4(aq) Al2(SO4)3(aq) + 2Al(OH)3(s) + 6H2O(l) 
4°) K2SO4(aq) + Al2(SO4)3(aq) + 6H2O(l) 2KAl(SO4)2.12H2O(s) 
 
A equação química global que representa a formação do sal é: 
2Al(s) + 2KOH(aq) + 22H2O(l) + 4H2SO4(aq) 2KAl(SO4)2.12H2O(s) + 3H2(g)