ALUMEN DE POTASSIO

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Bacharelado em Ciência e Tecnologia 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Química inorgânica 
 
 
Professora Raquel Domingues 
 
 
Aula prática 1 - Produção do Alúmen 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Nome RA 
 Gabriel Fagundes 103223 
 Manoella Zolezi 111818 
 Renata Sandim de Lima 111836 
 
 
 
 
 
 
___________________________________________________________________ 
São José dos Campos 
Abril de 2017 
 
 
1. Introdução 
 
Industrialmente, o minério utilizado para a produção de alumínio metálico e 
seus compostos é a bauxita que se forma devido a ação e intemperismos sobre 
aluminossilicatos. Este material não é um minério propriamente dito, mas sim um 
material heterogêneo formado de uma mistura de hidróxidos de alumínio hidratados. 
Seus principais constituintes são a gibbsita (g-Al(OH)3) e os polimorfos boehmita 
(g-AlO(OH)) e diaspório (a-AlO(OH)). A gibbsita é formada por unidades octaédricas 
de [Al(OH)6] (Figura 7a), que compartilham arestas com outras unidades (Figura 7b) 
por meio de formação de ligações Al-OH-Al (m-hidroxo-pontes). Essas unidades 
octaédricas arranjam-se de modo a originar uma camada bidimensional ou lamela 
que contém íons OH- acima e abaixo do plano onde se situam os íons metálicos 
(Figura 7c). Vale ressaltar que nas lamelas da gibbsita, 1/3 dos sítios octaédricos 
não estão preenchidos por íons Al3+, ou seja, existem interstícios de simetria 
octaédrica. As lamelas neutras empilham-se face a face, estabelecendo interações 
do tipo ligações de hidrogênio (Figura 7d).[1] 
 
 
As formas polimorfas g-AlO(OH), boehmita, e a-AlO(OH), diaspório, contêm 
cadeias duplas de octaedros [AlO​6​] que compartilham arestas. Na primeira forma, 
essas cadeias arranjam-se formando lamelas enrugadas ou pregueadas enquanto 
na segunda, o arranjo das cadeias gera uma estrutura tridimensional. [1] 
 
 
O processo de reciclagem do alumínio consiste na reutilização deste para a 
confecção de novos produtos, gerando um bom retorno financeiro para os 
trabalhadores e empresas que atuam nesta área. Deve-se ressaltar também que o 
processo de reciclagem de alumínio é muito mais barato e consome menos energia 
do que a produção primária deste metal através da mineração da bauxita.[2] 
Outra forma de reciclar o alumínio é utilizá-lo como matéria-prima para a 
obtenção de outros compostos, tal como o alúmen de alumínio e potássio. Alúmens 
são compostos iônicos que cristalizam a partir de soluções com a presença do ânion 
sulfato (SO4 2− ), de um cátion trivalente (normalmente Al3+, Cr3+ ou Fe3+) e de 
um cátion monovalente (geralmente K+ , Na+ ou NH4 + ).[2] 
O Sulfato duplo de alumínio e potássio, KAl(SO4)212H2O, é considerado um 
sal duplo e encontra-se disponível na natureza na forma do mineral denominado 
Calinita. O produto pode ser conquistado na forma de cristais, quando se misturam 
duas soluções aquosas, quentes, de sulfato de alumínio (Al2 (SO4)3) e de sulfato de 
potássio (K2SO4) e resfria-se a solução resultante. [3] 
O alúmen de potássio é muito utilizado na tintura de tecidos, purificação de 
águas, clarificação de açúcar, sua aplicação básica é a ação de impermeabilização. 
 
1.1 Objetivo 
O experimento tem como objetivo realizar a síntese do alúmen de potássio a 
partir de pedaços de lata de alumínio. Para isso, faz-se necessário entender e 
analisar as equações químicas decorrentes de cada etapa da síntese. Tem como 
finalidade também comparar o rendimento real com o rendimento teórico e descrever 
o porquê dessa análise. 
 
2. Procedimento 
Para começar o processo da síntese do alúmen de potássio, foi utilizado 
pedaços pequenos de alumínio, que foram pesados, e obtido 0,50 g de alumínio. 
Após pesados os pedaços de alumínio foram transferidos para um béquer de 250ml 
e adicionado ao material 25 ml de KOH 4,0 mol/L. 
 
 
 
Após a montagem do filtro à vácuo, o conteúdo do béquer foi despejado dentro 
do funil. Essa etapa foi repetida três vezes, até que todo o resíduo tenha ficado no 
filtro e o filtrado voltasse a ser incolor. O filtrado foi então transferido para um béquer 
limpo de 250 ml. 
Dentro da capela, foram medidos 15 ml de 9 mol/L e adicionados, com SOH2 4 
cuidado e sob agitação, à solução. Após observações foi acrescentado mais 2 ml de 
na solução , logo foi posta na placa de aquecimento sob agitação constante.SOH2 4 
Foi então preparado um banho de gelo, onde o béquer com a solução foi 
colocado por aproximadamente 15 minutos, atritando o fundo do béquer com o 
bastão de vidro para colocar energia na reação e iniciar a precipitação de cristais de 
alúmen. 
Após a formação dos cristais de alúmen, eles foram filtrados e, para garantir 
que toda a massa obtida tenha sido transferida, o béquer foi lavado algumas vezes 
com um pouco de etanol. O papel filtro, que foi previamente pesado sobre uma 
placa de petri, foi colocado novamente sobre placa e colocado para secar na estufa. 
Por fim, o alúmen foi pesado. 
 
3. Resultados e discussão 
 
Com adição de Hidróxido de potássio na amostra de alumínio, ocorre a reação 
1, onde a solução alcalina dissolve a camada de óxido e ataca o metal, formando o 
ânion tetrahidroxialuminato, [ e ocorre a liberação do gás hidrogênio.l(OH) ]A 4 
 ​(Reação 1)2KOH 6H O → 2K 2[Al(OH) ] 3H2Al(s) + (aq) + 2 (l)
+
(aq) + 4
−
(aq) + 2 (g) 
Em seguida, a reação é aquecida a fim de aumentar a velocidade da reação 
através da agitação molecular causada pelo aquecimento. O fim da reação se dá 
quando a solução adquiri uma cor escura e não há mais liberação de gás hidrogênio 
como é possível observar na figura 1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 1: Final da reação 1 
 
Ao adicionar ácido sulfúrico ao filtrado incolor obtido após filtração, forma-se 
um precipitado de hidróxido de alumínio e há liberação de calor por ser uma reação 
ácido/base, logo o cuidado em esperar a solução esfriar antes de agregar o ácido é 
para evitar que haja um superaquecimento, já que a reação ácido/base é exotérmica 
e ela por si só, já gera calor. No entanto ao adicionar mais ácido sulfúrico o 
equilíbrio da reação é deslocado, formando a reação 2, a qual adquiri um aspecto 
monofásico e translúcida como pode ser observado na figura 2. 
 Al(OH) 3H SO 2K → 2Al 6H O2 −4 (aq) + 2 4 (aq) + 
+
(aq)
3+
(aq) + 3SO
2−
4 (aq) + 2K
+
(aq) + 2 (l) 
(Reação 2) 
Figura 2 : Final da reação 2 
O resfriamento em gelo contribuiu para a cristalização, pois na baixa 
temperatura o material dissolvido tem menor solubilidade, ocorrendo crescimento de 
cristais intensificado pelo atrito do bastão de vidro formando a reação 3, o aspecto 
 
 
da solução contendo o precipitado pode ser observado na figura 3. 
 ​(Reação 3)Al 2SO 12H O KAl(SO ) .12H OK+(aq)+ 
3+
(aq) + 
2−
4 (aq) + 2 (l) ⇔ 4 2 2 (s) 
A dupla seta nesta última etapa indica que este composto apresenta 
solubilidade em água, isto é, neste meio o sal duplo libera seus íons hidratados. 
Figura 3 : Formação dos cristais de alúmen 
Devemos diferenciar entre os processos de cristalização e de precipitação de 
um sólido. Na cristalização, ocorre uma lenta e seletiva formação de cristais, o que 
resulta no composto puro, enquanto que na precipitação, um sólido amorfo é 
formado rapidamente da solução, misturado com impurezas e por isso deve ser 
recristalizado. Por esta razão, assim que se conseguiu a precipitação de gibbsita, 
adicionou-se excesso de ácido, para a reação liberar hidrogênio, e o aquecimento, 
foi para aumentar a solubilidade, dissolvendo o sólido precipitado e podendo assim, 
purificar o processo com a cristalização.[4] 
Após a filtragem dos cristais de Alúmen e o tempo de secagem na estufa, 
foram obtidos 7,79 g de sulfato duplo de alumínio e potássio, , Al(SO ) .12H OK 4 2 2 (s) 
um tipo de alúmen. 
Dado que a massa molar do Alumínio é 26,98 g/mol e a massa molar do 
produto é 474,21 g/mol. Como usamos 0,50 g de Alumínio na reação, com 
proporção de 1:1, então a quantidade de alúmen formado deveria ser de 8,78 g. 
 
 
 
6, 8 g/mol de Al 474, 1 g/mol do produto 2 9 ↔ 2 
, 0 g de Al x g de produto0 5 ↔ 
 8, 8 g x = 7 
 
A quantidade de produto (mols, massa ou volume) que se obtém 
experimentalmente é o rendimento real e através deste calcula-se o rendimento 
percentual, que é a fração do rendimento teórico realmente obtido: [2] 
 
endimento percentual (rendimento real/rendimento teórico ) x 100R = 
endimento percentual 7, 9 g /8, 8 g ) x 100 8, 3 % R = ( 7 7 = 8 6 
 
A quantidade de Alumínio na lata pode ser calculado utilizando a massa 
dos cristais obtido no experimento e a quantidade de alúmen que foi calculado 
teoricamente. 
 
6, 8 g/mol de Al 474, 1 g/mol do produto 2 9 ↔ 2 
 g de Al 7, 9 g de produtox ↔ 7 
 0, 4 g de Al x = 4 
 
, g de Al pesado 100 % 0 5 ↔ 
, 4 g de Al obtido Y0 4 ↔ 
 88 % y = 
 
 
 
O rendimento percentual obtido abaixo de 100%, pode ser atribuído a erros 
sistemáticos instrumentais, como por exemplo a falta de precisão da estufa, em que 
a variação da temperatura poderia provocar a fusão do sólido, fazendo com que 
ocorra perda de amostra e erros sistemáticos teóricos, por exemplo se a força de 
 
 
atrito que age durante o experimento não for incluída na teoria, os resultados 
teóricos e experimentais irão discordar de maneira sistemática. 
 
 
4. Conclusão 
A partir da metodologia aplicada para a produção do alúmen de potássio, 
pode-se concluir que é possível obter matérias inorgânicas de materiais alternativos 
que são reutilizados em um estudo novo ao invés de serem descartados. 
A síntese obteve rendimento abaixo de 100% e esse fato se deve a condições 
laboratoriais não ideais para a realização do experimento. Ainda assim, a partir do 
resultado e das etapas seguidas foi possível analisar e compreender a importância 
de cada fase do experimento para obtenção do Alúmen. 
 
5. Referências 
[1] - Pode ser encontrado em: 
http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-40422002000300024 ​ - 
Acessado em 11/04/2017 22:00 hrs 
[2] - Pode ser encontrado em: 
http://geral.quimica.blumenau.ufsc.br/files/2014/05/Experi%C3%AAncia-11.pdf 
Acessado em 10/04/2017 20:30 hrs 
[3] - Pode ser encontrado em: 
http://geral.quimica.blumenau.ufsc.br/files/2014/05/EXPERIENCIA11_reciclagem_al
uminio.pdf 
Acessado em 10/04/2017 21:00 hrs 
[4]Cristalização ou recristalização. Pode ser encontrado em: 
http://quimicaensinada.blogspot.com.br/2013/06/cristalizacao-ou-recristalizacao.html 
Acessado em 11/04/2017 23:00 hrs