Lei de Conservação de Massas: Obtenção e Purificação de Sulfato Ferroso

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO CIÊNCIA E TECNOLOGIA FLUMINENSE 
CAMPUS ITAPERUNA - RJ 
LICENCIATURA EM QUÍMICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Lei de Conservação de Massas: Obtenção e Purificação de Sulfato Ferroso 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ana Paula de Souza Figueiredo 
Caio Araujo Correa 
Iury Duarte Ferreira 
Matheus Valério de Freitas 
Vanessa Pontes de Lima 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Itaperuna, 24 de abril de 2019. 
 
 
 
1.Introdução 
Para as plantas e os animais, o ferro é um dos elemento com uma importante 
imensurável dentre os metais de transição. Tal importância biológica se encontra na 
várias formas de funções que seus compostos desempenham, principalmente na 
forma de Fe 2+, por exemplo, no transporte de elétrons em plantas e animais 
(citocromos e ferredoxinas), no transporte de oxigênio no sangue dos mamíferos 
(hemoglobina) e armazenamento de oxigênio (mioglobina), sendo o sulfato ferroso 
heptahidratado usado no tratamento da anemia. A preparação deste sal além de 
apresentar- se como um experimento de baixíssimo custo, abrange uma grande 
parte do conteúdo da disciplina teórica e técnicas de laboratório, como utilização da 
balança,filtração simples e a vácuo, reações químicas, rendimento de uma reação, 
solubilidade, pH e oxirredução. 
As reações químicas são capazes de gerar novas substâncias, nesta prática 
utiliza-se a reação entre ferro (Fe) e ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ) para produzir sulfato 
de ferro (II) heptahidratado (FeSO 4 .7H 2 O) e hidrogênio (H 2 ) conforme a equação 
seguinte: 
Fe (s) + H 2 SO 4 (aq) → FeSO 4 (s) + H 2 (aq) 
 
Sulfato de ferro (II), também chamado sulfato ferroso (ou simples, mas 
erroneamente, sulfato de ferro, como é tratado no comércio de produtos químicos) é 
um composto químico com fórmula Fe S O 4 . É mais comumente encontrado como o 
heptaidrato de cor verde-azulado. 
O Sulfato ferroso pode ser encontrado em vários estados de hidratação e 
muitos dessas formas existem na natureza. FeSO 4 ·H 2 O (mineral: szomolnokita ), 
FeSO 4 ·4H 2 O, FeSO 4 ·5H 2 O (mineral: siderotil ), FeSO 4 ·7H 2 O (mineral: melanterita ). A 
90°C, o heptahidrato perde água da hidratação de maneira a formar um monoidrato 
incolor, que era também chamado "vitríolo verde", por sua relação histórica com a 
produção do ácido sulfúrico . 
O sulfato ferroso ou sulfato de ferro (II) é um sal inorgânico utilizado na 
medicina (fonte de ferro,combate a anemia), percussor para síntese de corantes; 
catalisador em reações para graduação de contaminantes orgânicos; floculante para 
 
 
o tratamento de água, etc. No laboratório, é razoavelmente fácil a obtenção desta 
substância por meio da reação de ferro e solução de ácido sulfúrico. 
A filtração é um método que pode ser usado para separar partículas sólidas 
de um líquido. A filtração é efetuada passando-se a mistura através de um material 
poroso que retém as partículas do sólido. Usa-se a filtração em vez da decantação 
quando o sólido permanece parcialmente ou completamente em suspensão. O 
material poroso pode ser papel de filtro, algodão, tecido, vidro sintetizado, porcelana 
porosa, fibras de vidro ou amianto, etc. O mais usado no laboratório é o papel de 
filtro. 
A passagem do líquido através do material poroso pode ser efetuada de dois 
modos: Por ação da gravidade, filtração simples. Por redução da pressão, filtração 
por sucção ou à vácuo. Sendo que ambos representam um ponto comum, o material 
poroso e o funil. 
A presente prática se dá na verificação da lei de conversação de massas 
dentro da reação entre ferro e o ácido sulfúrico para se medir massas dos reagentes 
e produtos no início e fim da reação. 
 
2. Objetivo 
Verificar a aplicação da Lei de Conservação de Massas na reação entre o ferro 
e o ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ) medindo a massa dos reagentes e produtos no início e 
no fim da reação. 
 
3. Metodologia 
3.1 Materiais 
- Palha de aço; 
- 01 Proveta de 50 mL; 
- 01 Pipeta graduada de 10 mL; 
- 01 Béquer de 100 mL; 
 
 
- 01 Placa de Petri; 
- 01 Vidro de relógio; 
- 01 Funil simples; 
- 02 Papéis de filtro; 
- 01 Erlenmeyer de 250mL; 
- 01 Funil de Buckner; 
- 01 Kitassato; 
- Bomba à vácuo; 
- Tesoura. 
- Balança Analitica 
 
 3.2 Reagentes 
- Solução de ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ) a 20% v/v; 
- Etanol (C 2 H 6 O). 
 
 3.3 Procedimento experimental 
No experimento realizado, iniciou-se pesando aproximadamente 1,5 g de 
palha de aço sobre um vidro rélogio em uma balnça analitica. Em seguida a palha 
de aço foi adicionada à um béquer de 100 mL que continha aproximadamente 12 
mL de solução de ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ) ficando submersa a ponto que ocorresse a 
reação. A mistura (ácido sulfúrico + palha de aço) foi aquecida em banho Maria até 
que a reação chegasse ao fim para continuar com o processo, notou-se a liberação 
de gás hidrogênio (H 2 ) durante todo o processo de aquecimento da solução, logo 
após o resfriamento da reação filtrou-se a mistura em um papel de filtro recolhendo 
assim toda parte líquida da reação em um Erlermayer de 250 mL e descartando o 
filtro após o uso devido às impurezas que continha nele. Observou-se à formação de 
cristais dentro e fora do filtro, coletando-os de maneira adequada adicionou-se-os à 
mistura; houve a formação de cristais dentro do funil e do Erlermayer, observando 
uma mudança de cor de seu tom, de um branco para um tom azulado e meio 
esverdeado. Para continuar com a reação foi adicionado uma quantia de 
 
 
aproximadamente 22 mL de álcool propílico ao recipiente onde se encontrava a 
substância filtrada em seguida a parte líquida foi filtrada novamente, dessa vez em 
um filtro a vácuo usando o funil de Buchner e recortando o papel de filtro onde foi 
pesado e colocado no funil para se adequar ao encaixe do mesmo. 
O processo de filtração a vácuo foi feito da seguinte maneira, encaixou-se o 
papel de filtro no funil de Buckner após ajustá-lo, em seguida conectou-se-o ao 
kitassato e por fim foi encaixado a mangueira de bomba à vácuo para iniciar a 
filtração. (A mangueira é a última a ser conectada pois é procedimento padrão para 
a filtração a vácuo) após o processo de filtração o papel de filtro foi transferido, junto 
com o sólido, para uma placa de Petri para secar e então pesou-se em uma balança 
analítica a massa do papel de filtro mais o sólido constatando o valor de 
aproximadamente 6,0313 g (massa do filtro + massa do sólido) descartando a 
massa do filtro teremos a massa do sólido, que se aproxima do valor de 5,70 g. 
Quando finalizado todo o experimento e todas as anotações houve a limpeza 
adequada de todos os materiais usados no procedimento realizado. 
 
4. Resultados e Discussões 
A reação deste experimento apresenta a seguinte equação química: 
Fe (s) + H 2 SO 4 (aq) → FeSO 4 (s) + H 2 (aq) 
 
O sal sulfato ferroso é heptahidratado, isto é, para cada mol de FeSO 4 
possuem7 mols de H 2 O. Então a massa molar do sal não é apenas 151,906 g/mol, 
mas sim 278,011 g/mol. Ao pesar o sal produzido, 5,7003 g, foi possível calcular o 
número de mols de FeSO 4 produzido. 
1 mol de FeSO 4 ___ 278,011 g de sal 
x mol de FeSO 4 ___ 5,7003 g de sal 
x = 0,02 mols de FeSO 4 produzido. 
 
Como um mol de ferro reage e produz um mol de sulfato ferroso, pode-se 
concluir que a reação possui a proporção de 1:1. Então pode-se dizer que foram 
 
 
usados 0,02 mols de ferro. A partir de então foi calculado a massa de ferro 
consumida. 
1 mol de ferro ___ 55,845 g de ferro 
0,02 mol de ferro ___ x g de ferro 
x = 1,145 g de ferro consumida. 
Com o uso da densidade do ácido sulfúrico (1,84 g/ml), descobriu-se a massa 
de ácido usada, que foi cerca de 4,416 g. Com isso calculou-se o número de mols 
de ácido sulfúrico usada. 
1 mol de ácido sulfúrico ___ 98,061 g 
x mol de ácido sulfúrico ___ 4,416 g 
x = 0,045 mol de ácido sulfúrico.