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Disciplina: Química Inorgânica Professora: Ligiane Rios Gouvea Relatório do experimento Comparando compostos orgânicos e inorgânicos (Data da experiência: 22/08/2019 e 29/08/2019) Alunos: Ana Carolina Felipe Ana Clara Ferreira Sarah de Freitas Betim 23 de setembro de 2019 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE MINAS GERAIS – IFMG CAMPUS BETIM Sumário 1.Introdução 2 2.Objetivo 4 3.Materiais e método 5 4.Resultados e discussão 7 5.Conclusão 10 6.Referências bibliográficas 11 IFMG Campus Betim - Rua Itaguaçu, 595 - Bairro São Caetano. Betim, MG. CEP 32677-562 1 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE MINAS GERAIS – IFMG CAMPUS BETIM 1.Introdução Entre várias divisões entre compostos químicos, existem os compostos orgânicos e os compostos inorgânicos. Uma das principais características do compostos orgânicos é ter a presença do carbono como seu elemento central, além dele a grande maioria contém: Hidrogênio (H), Oxigênio (O), Nitrogênio (N), Enxofre (S) e Halogênios (Cl, Br e I). O conjunto dos átomos de carbono com esses elementos dá origem a estruturas bastante estáveis, que recebem o nome de cadeias carbônicas. Essas cadeias formam o “esqueleto” das moléculas de todos os compostos orgânicos. Os compostos inorgânicos são formados por moléculas e átomos de ao menos dois elementos diferentes, e que não possuem átomos de carbono em sua cadeia com ligações de hidrogênio. Por exemplo, elementos como CO2 e H2CO3 são inorgânicos, afinal não possuem uma cadeia estruturada por carbono.Tais compostos normalmente são feitos de ametais ou de hidrogênio e tem ligações com átomos metálicos. Esses ainda, podem ser iônicos, de coordenação e covalentes. Caso a variação da eletronegatividade dos átomos for alta demais o composto é iônico. Agora se for o contrário o composto é covalente. Apesar disso existem compostos com as duas características. A classificação geral é de base, ácido, sal ou óxido. [SANTIAGO, 2015] Há diversos procedimentos para discernir os compostos orgânicos de compostos inorgânicos em uma amostra, dentre eles, pode-se obter tal diferenciação através da condutividade elétrica; do aquecimento (este que acaba por ocorrer a carbonização, evidenciando a presença do carbono, logo, revelando os compostos orgânicos, por sua grande maioria apresentar em sua composição cadeias carbônicas); de sua solubilidade e ainda, por intermédio de seus pontos de fusão e ebulição. IFMG Campus Betim - Rua Itaguaçu, 595 - Bairro São Caetano. Betim, MG. CEP 32677-562 2 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE MINAS GERAIS – IFMG CAMPUS BETIM Vale ressaltar que, para a realização experimental conforme a solubilidade dos referentes, sabe-se que os compostos orgânicos são geralmente insolúveis em H₂O. Isso ocorre pelo fato de serem, em geral, compostos covalentes apolares, enquanto a água, é um composto covalente polar, dessa forma, pode-se dizer que, os compostos orgânicos se solubilizam em compostos polares e os compostos inorgânicos, se solubilizam em compostos apolares. IFMG Campus Betim - Rua Itaguaçu, 595 - Bairro São Caetano. Betim, MG. CEP 32677-562 3 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE MINAS GERAIS – IFMG CAMPUS BETIM 2.Objetivo Classificar substâncias como orgânicas e inorgânicas através da utilização de suas próprias propriedades, evidenciar suas fórmulas e regras genéricas em relação às propriedades de tais compostos, e ainda, descrever comparativamente a ação do Àcido sulfúrico(H2SO4) concentrado sobre esses compostos.[GOUVEA, 2019] IFMG Campus Betim - Rua Itaguaçu, 595 - Bairro São Caetano. Betim, MG. CEP 32677-562 4 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE MINAS GERAIS – IFMG CAMPUS BETIM 3.Materiais e método 3.1 3.1Material utilizado ● Espátulas ● Estante para tubos de ensaio ● Tubos de ensaio ● Garras de madeira ● Béqueres de 50 mL ● Provetas de 10 e 25 mL ● Bastão de vidro ● Lamparina ● Condutivímetro ● Cloreto de sódio ● Açúcar ● Ácido sulfúrico concentrado ● Água destilada ● Acetanilida ● Sulfato de magnésio ● Sulfato de cobre ● Ácido benzóico ● Óxido de cálcio ● Papel ● Hexano ● Acetona ● Balança ● Água destilada 3.2 3.2Procedimento experimental Na experiência de determinação da solubilidade aproximada de sólidos orgânicos e inorgânicos, foi realizado os seguintes procedimentos: A. Separou-se seis tubos de ensaio e foram numerados de 1 a 6. B. Foi adicionado uma pequena quantidade, medida na ponta da espátula, das seguintes substâncias: acetanilida, sulfato de magnésio, sulfato de cobre, ácido benzóico, cloreto de sódio e açúcar nos tubos numerados. C. Após feito isso, foi separado mais outros seis tubos, numerados de 7 a 12, repetindo o mesmo processo anterior nos respectivos tubos. D. Nos tubos que foram numerados de 1 a 6, adicionou-se 5 mL de água destilada, agitando com o auxílio de um bastão de vidro e observando se ocorreria a solubilização das substâncias na mesma. E. Realizou-se o mesmo processo nos tubos que foram numerados de 7 a 12, porém desta vez, adicionou-se 5 mL de acetona, observando ainda se haveria a solubilização. IFMG Campus Betim - Rua Itaguaçu, 595 - Bairro São Caetano. Betim, MG. CEP 32677-562 5 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE MINAS GERAIS – IFMG CAMPUS BETIM F. Fez-se o mesmo procedimento do item C e adicionou-se 5 mL de hexano, agitando com o auxílio de um bastão de vidro e verificando se ocorreria solubilização. Na experiência de reação referente ao ácido sulfúrico concentrado de algumas substâncias orgânicas e inorgânicas foi realizado os seguintes procedimentos: A. Separou-se quatro tubos de ensaio limpos e secos numerados de 1 a 4. B. Foi adicionado uma pequena quantidade (ponta da espátula) das seguintes substâncias: óxido de cálcio, cloreto de sódio e açúcar, nos tubos numerados de 1 a 3. C. No tubo 4, colocou-se um pequeno pedaço de papel toalha cortado. D. Logo após, foi sendo adicionado cuidadosamente dez gotas de ácido sulfúrico concentrado em cada tubo, observando-se atentamente o que ocorreria dentro dos tubos. Na experiência de verificação da fusão de sólidos orgânicos e inorgânicos foi realizado os seguintes procedimentos: A. Separou-se seis tubos de ensaio numerados de 1 a 6. B. Foi adicionado ao tubo de ensaio aproximadamente, uma ponta da espátula das seguintes substâncias; acetanilida, sulfato de magnésio, sulfato de cobre, ácido benzóico, cloreto de sódio, e açúcar. C. Com o auxílio de uma garra de madeira, aqueceu-se todos os tubos de ensaio em uma lamparina. Observando os resultados obtidos. Na experiência de determinação de condutividadeelétrica de algumas substâncias orgânicas e inorgânicas foi realizado os seguintes procedimentos: A. Separou-se seis béqueres, sendo numerados de 1 a 6. B. Foi pesado diretamente nos béqueres, 50 miligramas das seguintes substâncias: acetanilida, sulfato de magnésio, sulfato de cobre, ácido benzóico, cloreto de sódio, e açúcar. C. Com o auxílio de uma proveta, foram medidos 25 mL de água destilada e logo após foi adicionada aos béqueres e agitados com o auxílio do bastão de vidro. D. Foram medidos a condutividade elétrica e a temperatura das soluções aquosas que foram preparadas e numeradas de 1 a 6, com o auxílio do condutivímetro. Observando os resultados obtidos. IFMG Campus Betim - Rua Itaguaçu, 595 - Bairro São Caetano. Betim, MG. CEP 32677-562 6 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE MINAS GERAIS – IFMG CAMPUS BETIM 4.Resultados e discussão Na experiência de determinação da solubilidade aproximada de sólidos orgânicos e inorgânicos, foram obtidos os resultados descritos na tabela 1. Tabela 1: Teste de solubilidade Substâncias Água Acetona Hexano acetanilida (org) Insolúvel solúvel insolúvel Sulfato de magnésio(inorg) solúvel insolúvel insolúvel Sulfato de cobre (inorg) solúvel insolúvel insolúvel Ácido benzóico (org) insolúvel insolúvel insolúvel Cloreto de sódio(inorg) solúvel insolúvel insolúvel Açúcar (org) solúvel insolúvel insolúvel Estes comportamento de variação solubilidade das substâncias orgânicas se dá, devido à diferença de polaridade. As substâncias orgânicas apolares são praticamente insolúveis em água (polar), mas solúveis em outros solventes orgânicos, já os compostos orgânicos polares tendem a se dissolver em água, como ocorre com a acetona, o açúcar, entre outros. Quando foi feita a reação com ácido sulfúrico em algumas substâncias, como o óxido de cálcio, cloreto de sódio, açúcar e papel, foi apresentando respectivamente que o no óxido de cálcio houve a formação de gás, aquecimento da solução, e mudança em sua densidade, o que resultou na formação de precipitado; no cloreto de sódio houve liberação de gás, ocorrendo ainda, o aquecimento médio em relação às outras substâncias; o açúcar apresentou uma mudança de cor e aquecimento da solução, demonstrando também o aumento de sua densidade; já no papel, ocorreu alteração de sua coloração e houve aquecimento. IFMG Campus Betim - Rua Itaguaçu, 595 - Bairro São Caetano. Betim, MG. CEP 32677-562 7 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE MINAS GERAIS – IFMG CAMPUS BETIM Na experiência de verificação de fusão dos sólidos orgânicos e inorgânicos foi verificado que quando adicionou-se acetanilida sólida, com temperatura de fusão igual à 114,3°C, pelo ocasionamento de seu aquecimento, ela muda seu estado físico, passando de sólida para líquida, tornando-se um líquido incolor; no sulfato de magnésio, que apresenta seu ponto de fusão igual à 1.124°C, houve apenas a liberação de gás e sua solidificação; o sulfato de cobre por causa da sua propriedade hidrofílica, ao ser aquecido, ocorreu sua mudança de coloração, passando de azul para branco, havendo ainda, liberação de gás; já no cloreto de sódio não houve nenhuma mudança, pelo fato de apresentar um alto ponto de fusão igual à 801 °C, sabendo que o fogo da lamparina alcança em torno de até 190°C; já no açúcar, houve seu derretimento, formando uma espécie de caramelo, e modificou-se ainda sua coloração, passando de branco para amarronzado. O último processo foi o de condutividade elétrica de alguns compostos, como a acetanilida, o sulfato de magnésio, o sulfato de cobre, o ácido benzóico, o cloreto de sódio, a açúcar e a água destilada. A condutividade foi medida em microsiemens por centímetro (μs/cm) e por milisiemens por centímetro (mS/cm), descreve-se os resultados obtidos de cada composto na tabela 2. Tabela 2: Teste de condutividade Substâncias Temperatura Condutividade elétrica da solução mais água Acetanilida 21 °C 8,7 μs/cm Sulfato de magnésio 21,9 °C 1403 μs/cm Sulfato de cobre 21 °C 1162 μs/cm Ácido benzóico 21,9 °C 203 μs/cm Cloreto de sódio sódio 16,3 °C 4,98 mS/cm Açúcar 17,5 °C 5,56 μs/cm Água destilada 22,2 °C 5,60 μs/cm A condutividade dos compostos orgânicos, em sua grande maioria, por serem moleculares, não ionizam quando dissolvidos em água, portanto a solução aquosa desses compostos não conduz a eletricidade. Mas o ácido acético (ácido orgânico) e o acetato de sódio (sal orgânico), são os únicos que quando dissolvidos em água, conduzem a corrente elétrica. [FOGAÇA,2019] IFMG Campus Betim - Rua Itaguaçu, 595 - Bairro São Caetano. Betim, MG. CEP 32677-562 8 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE MINAS GERAIS – IFMG CAMPUS BETIM A experiência, quando realizada com a acetanilida, açúcar e os compostos orgânicos, demonstrou baixo nível de condutividade elétrica, conforme descrito na tabela 2, já com o ácido benzóico demonstrou alto nível de condutividade elétrica. Os compostos inorgânicos, sulfato de magnésio e o sulfato de cobre demonstraram alto nível de condutividade elétrica, pode-se dizer que isso ocorre pelo fato de tais substâncias serem também iônicas, e assim quando dissolvidas em água, as moléculas covalentes de HO são responsáveis por quebrar e separar os íons positivos (cátions) e negativos (ânions) dos compostos, que por sua vez, são os responsáveis por conduzir a corrente elétrica. IFMG Campus Betim - Rua Itaguaçu, 595 - Bairro São Caetano. Betim, MG. CEP 32677-562 9 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE MINAS GERAIS – IFMG CAMPUS BETIM 5.Conclusão Na primeira parte do experimento de determinação da solubilidade aproximada de sólidos orgânicos e inorgânicos, foi possível perceber que uma mesma substância orgânica pode variar seus resultados quando testado sua solubilidade em diferentes substâncias, por causa das propriedades particulares de cada composto. Já os compostos inorgânicos, todos seguem a mesma característica nas substâncias, ocorrendo sua solubilização apenas em substâncias que apresentam a mesma polaridade. Já na segunda parte do experimento de reação referente ao ácido sulfúrico concentrado de algumas substâncias orgânicas e inorgânicas, foi possível perceber que em todos os compostos orgânicos e inorgânicos, quando colocado em contato com o ácido sulfúrico houve algumas mudanças físicas tais como na densidade, mudança de temperatura e químicas como mudança de coloração, liberação de gás, e formação de precipitado, mudado suas propriedades. A terceira parte do experimento de verificação de fusão dos sólidos orgânicos e inorgânicos, foi possível observar que às substâncias com o ponto de fusão inferior a 190°c todas sofreram processos químicos e físicos mudando suas propriedades, já nos compostos orgânicos, mais especificamente, ocorreu-se mudanças em seus estados físicos eem sua coloração. Em contrapartida, nos compostos inorgânicos, somente em dois ocorreram bruscas mudanças, pois no cloreto de sódio seu ponto de fusão foi superior a 190°c, e nos demais houve liberação de gás. Na última parte do experimento de determinação de condutividade elétrica de algumas substâncias de orgânicas e inorgânicas, dos compostos orgânicos testados, somente um apresentou alto nível de condutividade elétrica por suas propriedades o permitirem realizar tal processo, os demais apresentam baixo nível de condutividade elétrica, já os compostos inorgânicos, os sulfatos apresentaram alto nível de condutividade elétrica, enquanto o cloreto de sódio, apresentou baixo nível de condutividade, quando comparado aos outros compostos inorgânicos, sendo ambos permitidos por suas propriedades particulares. IFMG Campus Betim - Rua Itaguaçu, 595 - Bairro São Caetano. Betim, MG. CEP 32677-562 10 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE MINAS GERAIS – IFMG CAMPUS BETIM 6.Referências bibliográficas CARDOSO, Mayara Lopes. Química Inorgânica: Compostos Orgânicos. Disponível em: <https://www.coladaweb.com/quimica/quimica-organica/compostos-orgânicos> Acesso em; 14 set. 2019. WEB, Colégio. Característica dos compostos orgânicos. Disponível em: <https://www.colegioweb.com.br/fundamentos-da-quimica-organica/caracteristicas-d os-compostos-organicos.html>. Acesso em: 19 set. 2019. FOGAÇA, Jeniffer Rocha Vargas. Condutividade Elétrica das Soluções. Disponível em:<https://alunosonline.uol.com.br/quimica/condutividade-eletrica-das-solucoes.htm l>. Acesso em: 19 set. 2019. SANTIAGO, Johan C. C. ; COSTA, Fernanda Menezes. ; COSTA, Joaquim, J. C ; OLIVEIRA, Dr.Davi de Jesus. COMPOSTOS ORGÂNICOS versus INORGÂNICOS: UM ESTUDO SOBRE AS PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS ENTRE ESSAS DUAS CLASSES DE COMPOSTOS. Disponpivel em: <http://www.conhecer.org.br/enciclop/2015b/exatas/Compostos%20Organicos%20ve rsus%20Inorganicos.pdf>. Acesso em: 11 set. 2019. IFMG Campus Betim - Rua Itaguaçu, 595 - Bairro São Caetano. Betim, MG. CEP 32677-562 11 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE MINAS GERAIS – IFMG CAMPUS BETIM IFMG Campus Betim - Rua Itaguaçu, 595 - Bairro São Caetano. Betim, MG. CEP 32677-562 12