relatório inorgânica I SOLUBILIDADE E REAÇÕES DE HIDRÓXIDOS v1

Prévia do material em texto

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E 
TECNOLOGIA DA BAHIA 
CAMPUS VITÓRIA DA CONQUISTA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
GRUPO C 
 
AMANDA SOUZA ALVES 
DANILO RAFAEL SILVA SANTOS 
IRANILDO ARAUJO OLIVEIRA 
LIDIANE DUTRA BRITO 
 
 
 
 
 
 
 
 
SOLUBILIDADE E REAÇÕES DOS HIDRÓXIDOS DE METAIS 
ALCALINOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
VITÓRIA DA CONQUISTA 
MAIO/2018 
AMANDA SOUZA ALVES 
DANILO RAFAEL SILVA SANTOS 
IRANILDO ARAUJO OLIVEIRA 
LIDIANE DUTRA BRITO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SOLUBILIDADE E REAÇÕES DOS HIDRÓXIDOS DE METAIS 
ALCALINOS 
 
 
 
 
Relatório apresentado ao componente 
curricular Química Inorgânica Experimental I, 
no curso de Licenciatura em Química, do 
Instituto Federal da Bahia – IFBA, campus de 
Vitória da Conquista, ministrado pela docente 
Bruna Figueredo Lopes, para fins avaliativos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
VITÓRIA DA CONQUISTA 
MAIO/2018 
RESUMO 
 
O presente relatório, apresenta resultados do experimento realizado em 
laboratório, onde foi possível verificar a solubilidade dos hidróxidos de metais 
alcalinos, e sua reatividade, evidenciando nas reações observadas, que o 
conhecimento dessas propriedades, são de fundamental importância na pratica 
laboratorial. Observou-se na prática, o caráter básico do hidróxido de sódio e do 
hidróxido de potássio, com e sem a presença do Co2; e verificou-se que estes 
hidróxidos em meio a uma solução de um sal, realizam reações de dupla-troca, onde 
se obtém a formação de um precipitado. Destacou-se também a aplicação desses 
hidróxidos na indústria, percebendo que seu uso tem varias aplicações nas mais 
variadas áreas. 
 
 
 
INTRODUÇÃO 
 
Os metais alcalinos, denominação esta proveniente do árabe “álcali” que 
designa “cinza das plantas”, ou ainda a soda (sal extraído da salicornia ou de outras 
plantas); são os metais representados por: Lítio (Li), Sódio (Na), Potássio (K), Rubídio 
(Rb), Césio (Cs) e Frâncio (Fr). Esses elementos que se encontram na primeira família 
da tabela periódica, possuem um elétron em seu nível de valência e de acordo 
aumenta-se o período, mais afastado está esse elétron do núcleo. Isso explica as 
propriedades desses metais como: alta reatividade, oxidar-se rapidamente , reagir 
violentamente com a água, e a capacidade em formar hidróxidos em meio aquoso 
devido a sua facilidade em se ionizar formando um cátion, atraindo assim o ânion 
hidroxila, como no exemplo abaixo em que temos como produto a potassa cáustica 
(hidróxido de potássio), por meio do potássio metálico em água onde há liberação de 
H2(g) e liberação de calor, tornando o meio básico: 
 
2 K(s) + 2H2O(l) → 2KOH(aq) + H2(g) 
 
 Os hidróxidos ainda podem ser obtidos por meio da eletrólise aquosa de um 
sal fundido do metal, como por exemplo a obtenção do hidróxido de sódio através do 
NaCl: 
2NaCl(aq) + 2H2O(L) → 2NaOH(aq) + H2(g) + Cl2(g) 
 
Essas bases alcalinas podem ser encontradas em produtos como de limpeza 
sanitários, e os mais comuns são o hidróxido de sódio (usada na fabricação de sabão 
e também presente em produtos de limpeza, como a soda cáustica que é muito 
utilizada no cotidiano para remoção de sujeiras pesadas), e o hidróxido de potássio 
usado na indústria na produção de biodiesel por meio da saponificação de gorduras. 
Os hidróxidos alcalinos possuem propriedades as quais destaca-se: pH 
elevado já que possui caráter básico, desta maneira na presença de fenolftaleína 
apresenta coloração rosada. Os hidróxidos ainda se neutralizam em meio ácido 
formando sal e água, com alto potencial de corrosão e são fortemente solúveis em 
água. A solubilidade depende da energia reticular. Na família dos alcalinos, a 
solubilidade dos hidróxidos cresce de acordo aumentamos um nível, por causa da 
hidratação dos íons que variam em relação ao raio atômico, já que há um aumento 
na diferença entre os raios dos íons. 
 Os hidróxidos alcalinos em meio a um sal, podem haver reações de dupla-
troca e implicar na formação de um sal que é insolúvel em água, por conseguinte, 
forma-se um precipitado. 
. 
 
 
 
 
 
 
. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
OBJETIVOS 
 
• Observar a solubilidade dos hidróxidos de metais alcalinos em água; 
• Observar a reatividade dos hidróxidos de metais alcalinos com sais solúveis de 
diversos metais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROCEDIMENTOS 
 
MATERIAIS E REAGENTES: 
• Hidróxido de Sódio PA; 
• Hidróxido de Potássio PA; 
• Cloreto de Cálcio PA; 
• Cloreto de Cobalto PA; 
• Cloreto de Magnésio PA; 
• Cloreto de Níquel PA; 
• Sulfato de Cobre PA; 
• Fenolftaleína; 
• Balança Analítica; 
• Proveta; 
• Becker; 
• Funil de Vidro; 
• Papel de Filtro; 
• Pipeta; 
• Tubos de ensaio; 
• Bastão de vidro. 
 
PARTE EXPERIMENTAL: 
a) Pesou-se 4g de hidróxido de sódio em um béquer de 100 mL, e depois adicionou-
se 8 mL de água destilada. Após diluir o composto, transferiu-se para um balão 
volumétrico de 50 mL e completou-se com água destilada. Agitou-se bem e 
anotou-se o aspecto apresentado. Repetiu-se o procedimento com o hidróxido 
de potássio. 
 
b) Transferiu-se 2 mL de cada solução dos hidróxidos para 4 tubos de ensaio. 
Adicionou-se 2 gotas de fenolftaleína, observou-se e anotou-se o ocorrido. Com 
o auxilio de uma pipeta assoprou-se dentro dos tubos, observando e anotando o 
que acontece. 
 
c) Preparou-se 50 mL de soluções 1mol de MgCl2, CaCl2, CoCl2, NiCl2 e CuSO4. 
 
d) Transferiu-se 5 mL de cada solução dos sais preparados anteriormente para 5 
tubos de ensaio. Adicionou-se 2 mL de solução de hidróxido de sódio em cada 
tubo de ensaio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
1. Após preparar a solução de hidróxido de sódio, verificou-se que o composto sólido 
se dissolveu por completo, liberando calor, e originou-se uma solução incolor. Já a 
solução de hidróxido de potássio, também dissolveu-se por completo, ficando em 
primeiro momento uma solução um pouco turva, e incolor após a dissolução completa. 
Por serem hidróxidos formados de metais alcalinos, a dissolução foi apresentada 
por completo, uma vez que a solubilidade depende da energia reticular, originando na 
reação os cátions Na+ e K+. 
 
2. Após transferir 2 ml de cada hidróxido para dois tubos de ensaio e adicionar duas 
gotas de fenolftaleína, verificou-se a basicidade das soluções, uma vez que as cores 
obtidas após a adição da fenolftaleína foram rosa, sabendo que esse indicador de ph 
fica com essa coloração em soluções de caráter básico. 
 Ao assoprar a solução contendo hidróxido de sódio, percebeu-se que essa perdeu 
a coloração rosa aos poucos, ficando incolor, ou seja, voltando ao aspecto de antes 
de se adicionar a fenolftaleína. Isso pode ser explicado, pelo motivo de que ao 
assoprar, transferiu-se dióxido de carbono para a solução, ficando o meio ácido, o que 
fica evidente, pois sem coloração na solução de hidróxido de sódio com fenolftaleína, 
indica-se que a mesma possui caráter ácido. 
Ao assoprar a solução contendo hidróxido de potássio, percebeu-se que nada 
mudou, mantendo-se a coloração rosa. Isso pode ser explicado porque ao assoprar a 
solução, adicionou-se dióxido de carbono, formando o carbonato de potássio, que tem 
caráter básico, pois é originado de uma base forte e um ácido fraco, não mudando 
assim a cor da reação. 
 
 CO2(g) + KOH(aq) → K2CO3(aq) + H2O(l)[1] 
 
 
3. Após preparar as soluções de MgCl2, CaCl2, CoCl2, NiCl2 e CuSO4; e transferir 5 
mL de cada solução para 5 tubos de ensaio, adicionou-se 2 mL de hidróxido de sódio 
em cada tubo de ensaio, e percebeu-se que: 
 
 
Na solução de cloreto de cálcio (CaCl2) formou-se hidróxido de cálcio [Ca(OH)2], 
reação [2], e o cloreto de sódio (NaCl). O hidróxido de cálcio é pouco solúvel em água, 
portanto, há a formação de um precipitado. 
 
 [2] 
 
Na solução de cloreto de magnésio (MgCl2) formou-se o hidróxido de magnésio 
Mg(OH)2 e cloreto de sódio (NaCl), como mostra na reação [3], apresentando um 
aspecto turvo e esbranquiçado. 
 
 [3] 
 
Na solução de cloreto de cobalto (CoCl2), formou-se o hidróxido de cobalto 
[Co(OH)2] e o cloreto de sódio (NaCl). O hidróxido de cobalto é insolúvel em água e 
formando um precipitado de coloração lilás, de acordo com a reação a [4]: 
 
 [4] 
 
Na solução de cloreto de níquel (NiCl2) formou-se hidróxido de níquel [Ni(OH)2], 
como mostra na reação [5], e o cloreto de sódio (NaCl). A solução que antes era verde, 
agora com o hidróxido de níquel que é pouco solúvel em água, se tem a formação de 
um precipitado. 
 
 NiCl2(aq) + 2NaOH(aq) → Ni(OH)2 ↓ + 2NaCl(aq) [5] 
 
 
Na solução de sulfato de cobre (CuSO4) formou-se o hidróxido de cobre [Cu(OH)2] 
e o sulfato de cobre (Na2SO4). O hidróxido de cobre é insolúvel em água, formando 
um precipitado de cor azul, descrito na reação [6]: 
 
 [6] 
 
 
 
Figura 1: Resultados obtidos no experimento 
 
 
Questões 
 
• Faça uma análise da força das bases dos metais alcalinos. Qual a mais 
forte e por quê? 
É sabido que a força das bases é uma forma de classificação que estuda a 
capacidade da base em liberar íons, na forma de cátions e ânions, ao sofrer o 
fenômeno da dissociação, quando dissolvidos em água ou ao sofrer fusão. 
Todos os metais alcalinos são extremamente reativos quando expostos ao 
oxigênio ou a água, assim como qualquer ânion. Uma vez que as energias de 
ionização dos mesmos são as mais baixas da tabela periódica, a perda do último 
elétron da camada se faz sem o desprendimento de muita energia. Estes metais 
reagem de forma violenta e até explosiva com água, formando o correspondente 
hidróxido. 
Dentre hidróxidos de metais alcalinos, o mais forte é o hidróxido de Césio 
(CsOH), visto que é o mais reativo, comportando-se muito mais como hidróxido de 
rubídio e hidróxido de potássio, mas reagindo quimicamente mais fortemente que 
estes. O césio reage mais explosivamente com a água, porque ele é o mais 
eletropositivo e mais alcalino dentre os elementos. 
Dentre os hidróxidos utilizados no experimento, o hidróxido de sódio é o menos 
reativo, este que é uma base inorgânica, cuja a fórmula molecular é dada por NaOH. 
É um solido branco à temperatura ambiente, pois seu ponto de fusão é 318, porém 
ele absorve umidade do ar, e transforma-se após certo tempo em um liquido branco. 
Comercialmente é conhecido como soda cáustica, que é muito usada para 
limpezas pesadas. Ela recebe esse nome porque é corrosiva, sendo muito perigosa 
para os tecidos animais. Além de corrosivo, o hidróxido de sódio também é bastante 
tóxico e muito solúvel em água, o que libera grande quantidade de calor sendo um 
processo exotérmico. 
Em meio aquoso o hidróxido de sódio sofre dissociação iônica liberando os íons 
Na+ e OH-. Por apresentar elevado grau de dissociação é considerada uma base forte. 
Esse produto não é encontrado na natureza, sendo produzido em laboratório por meio 
de um processo chamado eletrólise aquosa do cloreto de sódio (NaCL), isto é 
eletrólise da salmoura. 
Já o hidróxido de potássio KOH, dentre os hidróxidos utilizados no experimento 
é o mais reativo, ou seja, mais forte. Esse hidróxido é uma base forte que existe na 
forma de um solido branco cristalino, de coloração branca opaca ou transparente. É 
extremamente perigoso, em virtude de ser tóxico e corrosivo. Reage violentamente e 
exotérmicamente com água e com ácidos, produzindo um vapor sufocante e 
altamente corrosivo. O hidróxido de potássio é comercializado sob forma sólida 
comumente em escamas podendo às vezes estar na forma de flocos ou granulado ou 
soluções a 50%. 
A maior parte do hidróxido de potássio utilizado é proveniente da eletrólise do 
KCL (cloreto de potássio), fundido a temperatura de 850 C, onde a quebra da ligação 
ocorre pela passagem da corrente elétrica. 
 
• Quais são as principais aplicações dos hidróxidos dos metais alcalinos 
utilizados neste experimento? 
O hidróxido de sódio é largamente aplicado na indústria, na fabricação de 
derivados de petróleo e de óleo vegetais, na fabricação de produtos de uso doméstico 
(como desentupidores de pias e ralos e na remoção de sujeiras pesadas) e na 
preparação de produtos orgânicos (como papel, celofone, seda artificial, celulose, 
corante e, principalmente, sabão). 
Desde a Antiguidade o homem realiza a reação química para a produção de 
sabão a parti do uso de soda cáustica, pois ela reage com óleos e gorduras, 
convertendo-os em substâncias solúveis e fluídos, que são removidos pela lavagem. 
O hidróxido de potássio é uma base utilizada na indústria, em vários segmentos 
que vão desde matérias primas farmacêuticas a fertilizantes, em virtude de ser uma 
base de custo baixo, conferir ótimas propriedades aos produtos com ela formulados. 
O KOH é usado na fabricação de sabões moles e transparentes, em virtude de 
conferir maior consistência e menos rigidez aos sabões, aumentando assim sua 
solubilidade. Na indústria cosmética é utilizado principalmente na fabricação de 
sabonetes em virtude de ser menos agressivo a pele do que sabões de sódio. É usado 
na pesquisa sob forma de reagente PA, tanto em titulações ácido base quanto em 
sínteses orgânicas e inorgânicas. Na fabricação de fertilizantes, é muito utilizado, em 
virtude do potássio ser indispensável para o crescimento das plantas. É comumente 
comercializado na forma de nitratos, nitritos, sulfato e fosfatos de potássio, todos 
obtidos pelas reações de neutralização com os respectivos ácidos. 
 
 
 
 
CONCLUSÕES 
Nota-se que os hidróxidos obtidos no meio aquoso podem ser formados através 
de eletrólise aquosa. Sendo eles básicos, são bastante ionizáveis, sendo solúveis em 
água. Porém os hidróxidos na presença de um sal, realizam reações de dupla-troca, 
tornando-se pouco solúvel, ocasionando na formação de um precipitado. Essa 
solubilidade está relacionada à energia reticular, na qual o grau de solubilidade 
aumenta de um nível para outro na tabela periódica devido a hidratação dos íons em 
relação aos ácidos e bases, ou hidróxidos são neutralizados em meio ácido formando 
sal conjugado e água. 
Durante o experimento foi verificado o caráter ácido e básico das soluções com 
a presença do indicador fenolftaleína. Com o intuito de observar a solubilidade dos 
hidróxidos de metais alcalinos em água, os compostos hidróxido de sódio e hidróxido 
potássio foram dissolvidos, liberando o calor sem a presença de cor com aspecto 
turvo, o que comprovou sua boa solubilidade. Foram usados dois tubos de ensaio 
contendo sódio e potássio na forma de hidróxido para serem verificados a 
solubilidade, e ao adicionar fenolftaleína comprovou-se o caráter básico com a 
presença da cor rosa. 
Sendo assim, com os resultados apresentados, ficou evidente a solubilidade 
dos hidróxidos utilizados, e a reatividade quando em contato com sais solúveis de 
metais, onde ocasionou-se formação de precipitados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICASBROWN, Theodore L., H Eugene LeMay, Jr., Bruce E. Bursten. Química, a ciência 
central. 9ª ed. – São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2005. 
 
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. Hidróxido de sódio. Disponível em < 
https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/hidroxido-sodio.htm> 
Acesso em: 20 de maio de 2018. 
 
LEE, J. D. Química Inorgânica não tão concisa. 5ª ed – São Paulo: Edgard Blucher, 
1999. 
 
SANTOS, Luiz Ricardo. Hidróxido de potássio. Disponível em < 
https://www.infoescola.com/compostos-quimicos/hidroxido-de-potassio/> 
Acesso em: 20 de maio de 2018.