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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CENTRO-OESTE Departamento de Química Relatório Experimento nº 3 Reações químicas com compostos dos metais alcalinos e metais alcalinos terrosos. Bianca Wendt Tomporowski Fernanda Renata Almeida Ribeiro Fernanda Schenekembergue Portela Guarapuava – 2017 1 1. INTRODUÇÃO As reações químicas ocorrem quando uma ou mais substâncias, chamados reagentes, transformam-se em outras substâncias, chamadas produtos. Em uma linguagem mais formal pode se dizer que uma reação química promove mudança na estrutura da matéria.Para que isso ocorra, as ligações entre átomos e moléculas devem ser rompidas e restabelecidas de outra maneira. A ocorrência de uma reação química pode ser indicada por alguns fatores visíveis como o desprendimento de gás e luz, mudança de coloração e cheiro, formação de precipitados, etc e as mesmas são classificadas de várias formas. (Fogaça, Canal do Educador, 2017) Na Química Inorgânica o critério mais utilizado é a classificação das reações de acordo com a quantidade de substâncias que reagem e que são produzidas, agrupando as reações da seguinte forma: Reação de síntese ou adição; reação de análise ou decomposição; reação de simples troca e dupla troca. (Souza, 2017) As substâncias que participam como reagentes de uma reação inorgânica são ácidos, bases, sais, óxidos, hidretos, sulfetos, peróxidos e superóxidos. (Fogaça, Química Inorgânica, 2017) O presente relatório refere-se a uma prática feita com metais alcalinos e alcalinos terrosos. Onde se utilizou do conhecimento adquirido sobre o comportamento de cada família, como reagem entre si, o grau de solubilidade em água, a variação de energia de hidratação, etc. 2 2. PARTE EXPERIMENTAL 2.1. Materiais e Reagentes Água Destilada Béqueres Estante para tubos de ensaio Tubos de Ensaio Papel Tornassol Azul Papel Tornassol Rosa Fita Indicadora Universal Haste Metálica Pinça Bastão de Vidro Vidro de Relógio Espátula Bico de Bunsen Fenolftaleína (C20H14O4) Ácido Clorídrico (HCl) Nitrato de Chumbo II [Pb(NO3)2] 2.2. Procedimento Experimental Procedimento A – Teste de pH Realizado para identificar a acidez e basicidade das soluções a serem analisadas. Utilizando papel tornassol rosa e azul e fita indicadora universal, para se obter um resultado mais preciso. Dessa maneira foi possível identificar duas soluções de caráter ácido, e quatro soluções com caráter básico, podendo ser nossas duas bases e nossos sais. Procedimento B – Teste de Chama Efetuado com enfoque especial sobre as soluções de caráter básico, tendo em vista a identificação dos cátions dos sais. Concluindo que duas das 3 soluções continham o cátion Na+, uma continha o cátion K+, provavelmente Iodeto de Potássio, e a quarta não reagiu, sendo supostamente uma base. Com esse resultado descartou-se os sais Cloreto de Bário (BaCl2), Sulfato de Bário (BaSO4), pois em nenhum momento a chama ficou verde. Procedimento C – Teste com Nitrato e Chumbo II – Pb(NO3)2 Todas as soluções foram misturadas com o Nitrato, de forma que a primeira formou um precipitado amarelo, “chuva de ouro”, tal precipitado possibilitou a confirmação de que a solução era Iodeto de Potássio. (Nery, Llegel, & Fernandez, 2006) A reação com a segunda solução não formou precipitado, levantando a possibilidade de ser NaNO3, pois o mesmo não reagem com Pb(NO3)2. As demais soluções formaram precipitado, assim descartou-se o Ácido Nítrico (HNO3), que é a única solução que não precipita com Nitrato de Chumbo II. (Nery, Llegel, & Fernandez, 2006) Procedimento D – Reação entre as soluções em estudo Tendo conhecimento que o Bário é pouco solúvel em água, observou-se a solução da suposta base, percebendo-se cristais não dissolvidos no frasco, podendo ser Hidróxido de Bário que ao reagir com Ácido Sulfúrico forma precipitado. Tal teoria foi confirmada quando o teste foi realizado. Dessa maneira constatou-se que de fato era Ba(OH)2 e H2SO4, assim também confirmou-se que o outro ácido era HCl. Faltando descobrir duas soluções, um sal e uma base que continham o cátion Na+, misturou-se ambas com HCl, sabendo que o Carbonato de Sódio libera gás ao reagir com soluções ácidas, e o Hidróxido de Sódio, forma produtos solúveis em água, como houve a liberação de gás, confirmou-se que era Na2CO3. (Nery, Llegel, & Fernandez, 2006) A confirmação do Hidróxido de Sódio foi feita com a adição de Fenolftaleína na solução que ficou com coloração rosa, somado ao alto pH obtido anteriormente, e à não mudança visível com o HCl foi suficiente. 4 3. RESULTADOS E DISCUÇÕES Procedimento A Na tabela a seguir são descritos os resultados obtidos nos testes de pH , utilizado para identificar o caráter ácido ou básico das soluções. (Ácidos: Ψ3 e Ψ5), (Bases: Ψ2 e Ψ6), (Sais básicos Ψ1 e Ψ4). SOLUÇÕES PAPEL TORNASSOL ROSA PAPEL TORNASSOL AZUL FITA INDICADORA UNIVERSAL Ψ1 AZUL AZUL 9 Ψ2 AZUL AZUL 13 Ψ3 ROSA ROSA 0 Ψ4 AZUL AZUL 11 Ψ5 ROSA ROSA 0 Ψ6 AZUL AZUL 12 Tabela 1: Resultado do teste de pH Procedimento B A tabela abaixo demonstra os resultados do teste de chama, realizado para a identificação dos cátions das soluções de caráter básico, principalmente os sais. Sendo o Iodeto de Potássio, e Carbonato de sódio (Ψ1 e Ψ4). O teste de chama é uma técnica que tem vista poder analisar a cor que um elétron emite ao voltar para o orbital de origem, contudo, no caso da base Ba(OH)2 não foi possível analisar nenhum cor característica do Bário, o que necessitou outros testes para a confirmação dessa solução. SOLUÇÕES COR DA CHAMA CÁTION Ψ1 ROSA K+ Ψ2 LARANJA Na+ Ψ4 LARANJA Na+ Ψ6 ─ ─ Tabela 2: Resultados obtidos no teste de chama Procedimento C As soluções foram reagidas com o composto “Coringa” Nitrato de Chumbo II, considerando os resultados da tabela 3, se confirmou que o Ψ1 de 5 fato era Iodeto de Potássio, pela formação do precipitado amarelo, e descartar o Nitrato de Sódio, pois o mesmo não reage com Pb(NO3)2 e o Ácido Nítrico que não forma precipitado. Assim, sobraram duas possibilidades de base (Ψ2, Ψ6) podendo ser Hidróxido de Sódio e Hidróxido de Bário e duas de ácido (Ψ3 e Ψ5), Ácido Clorídrico e Ácido Sulfúrico. Sendo necessário distinguir em qual frasco estava cada um. SOLUÇÕES NITRATO DE CHUMBO II [Pb(NO3)2] Ψ1 PRECIPITADO AMARELO Ψ2 NÂO FORMOU PRECIPITADO Ψ3 PRECIPITADO GELATINOSO Ψ4 PRECIPITADO BRANCO Ψ5 PRECIPITADO BRANCO Ψ6 PRECIPITADO BRANCO Tabela 3: Resultados das Reações com Pb(NO3)2 Procedimento D Utilizando as soluções descobertas anteriormente, e considerando as informações adquiridas durante as aulas anteriores sobre o comportamento dos metais alcalinos e alcalinos terrosos as soluções foram reagidas entre si, de maneira a distinguir qual o frasco correto de cada solução. Como por exemplo, o fato do Bário ser pouco solúvel em água, e a formação de precipitado ao reagir com o Ácido Sulfúrico, ou a liberação de Dióxido de Carbono na reação entre o Carbonato de Sódio e um ácido. (Nery, Llegel, & Fernandez, 2006) SOLUÇÃO REAÇÕES OCORRIDAS ᴪ1 2KI(aq) + Pb(NO3)2(aq) → PbI2(s) + 2KNO3(aq) ᴪ2 NaOH(aq) + Pb(NO3)2(aq) → Pb(OH)2(aq) + 2NaNO3(aq) ᴪ3 HCl(aq) + Pb(NO3)2(aq) → PbCl2(s) + 2HNO3(aq) ᴪ4 Na2CO3(aq) + H+ → 2Na+(aq) + CO2(g) + H2O(l) ᴪ5H2SO4(aq) + Ba(OH)2 → BaSO4(s) + 2H2O(l) ᴪ6 H2SO4(aq) + Ba(OH)2 → BaSO4(s) + 2H2O(l) Tabela 4: Reações ocorridas entre as soluções 6 4. CONCLUSÃO Constatou-se que ᴪ1 = Iodeto de Potássio [KI], ᴪ2 = Hidróxido de Sódio [NaOH], ᴪ3 = Ácido Clorídrico [HCl], ᴪ4 = [Na2CO3], ᴪ5 = [H2SO4], ᴪ6 = [Ba(OH)2]. A conclusão dos testes só foi possível concentrando o aprendizado sobre as famílias IA e IIA, analisando as equações de cada reação, bem como o tipo de produto formado. O experimento foi de grande proveito para a melhora do trabalho em grupo dos alunos, além da pesquisa realizada para chegar aos resultados da melhor forma possível. 7 REFERÊNCIAS Fogaça, J. (2017). Canal do Educador. Acesso em 20 de Setembro de 2017, disponível em Brasil Escola: http://educador.brasilescola.uol.com.br/estrategias-ensino/reacoes-entre-ions- solucoes.htm Fogaça, J. (2017). Química Inorgânica. Acesso em 20 de Setembro de 2017, disponível em Mundo Educação: http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/reacoes-inorganicas.htm Nery, A., Llegel, R., & Fernandez, C. (2006). Reações Envolvendo Íons em Solução Aquosa: Uma Abordagem Problematizadora para a Previsão e Equacionamento de Alguns Tipos de Reações Inorgânicas. Química Nova na Escola . Souza, L. (2017). Reações Quimicas. Acesso em 20 de Setembro de 2017, disponível em Mundo Educação: http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/reacoes-quimicas.htm 1. INTRODUÇÃO As reações químicas ocorrem quando uma ou mais substâncias, chamados reagentes, transformam-se em outras substâncias, chamadas produtos. Em uma linguagem mais formal pode se dizer que uma reação química promove mudança na estrutura da matéria.Para que... Na Química Inorgânica o critério mais utilizado é a classificação das reações de acordo com a quantidade de substâncias que reagem e que são produzidas, agrupando as reações da seguinte forma: Reação de síntese ou adição; reação de análise ou decompos... As substâncias que participam como reagentes de uma reação inorgânica são ácidos, bases, sais, óxidos, hidretos, sulfetos, peróxidos e superóxidos. (Fogaça, Química Inorgânica, 2017) O presente relatório refere-se a uma prática feita com metais alcalinos e alcalinos terrosos. Onde se utilizou do conhecimento adquirido sobre o comportamento de cada família, como reagem entre si, o grau de solubilidade em água, a variação de energia... 2. PARTE EXPERIMENTAL 3. RESULTADOS E DISCUÇÕES 4. CONCLUSÃO REFERÊNCIAS
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