Relatório 04 - Síntese de H2O2

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Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais 
Alunos: 
GABRIELLA AMORIM 
ISADORA MELILLO 
RICHARD ÁLEX 
 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO 04 
Síntese e caracterização da água oxigenada 
 
 
 
 
 
 
 
 
Belo Horizonte, 
26 de setembro de 2019 
1. Resumo 
Nessa prática foi realizado a produção de H2O2 (que em solução aquosa é 
popularmente conhecido como água oxigenada) através da reação entre o 
H2SO4 (ácido sulfúrico) e BaO2 (peróxido de bário). Posteriormente, foi feita a 
caracterização da água oxigenada, substância que possui diversas aplicações 
como agente antisséptico, alvejante, agente oxidante em algumas reações e em 
algumas indústrias, entre outros. 
 
2. Introdução: 
O peróxido de hidrogênio, que em solução aquosa é comercialmente nomeado 
como água oxigenada, possui fórmula química H2O2, e se trata de um líquido 
claro. 
Além disso, o peróxido de hidrogênio é conhecido por ser um excelente oxidante, 
a partir de uma catálise ele pode se transformar em radicais OH-. Com base 
nisso, possui diversas aplicações, tais como: alvejante, oxidantes em indústrias 
têxteis e alimentícias, agente antisséptico e aplicações relacionadas a estética, 
como na descoloração dos cabelos. 
Uma das importâncias da água oxigenada, suas características antibacteriana e 
germicida, foi descoberto na Primeira Guerra Mundial, onde vários soldados 
acabavam morrendo por infecções causadas por ferimentos adquiridos no 
campo de batalha. Então, cientistas descobriram através de pesquisas, que ao 
adicionar água oxigenada em um ferimento, formava-se uma espuma, que 
significava liberação de oxigênio adicional, e por causa disso, as bactérias e 
fungos acabavam morrendo devido à falta de O2. 
A água oxigenada pode ser obtida de diversas formas, umas delas é através da 
reação de H2SO4 (ácido sulfúrico) e BaO2 (peróxido de bário). Além disso, o 
H2O2, apresenta um caráter ácido com pH em torno de 2,5. 
 
3) Objetivos: 
O principal objetivo desse experimento foi a obtenção do peróxido de hidrogênio 
através da reação entre o ácido sulfúrico e o peróxido de bário. 
Posteriormente, os objetivos secundários dessa prática foram a caracterização 
da substância sintetizada e a comparação dos cálculos de rendimento do 
processo prático com o teórico. 
 
 
 
 
4) Parte experimental: 
Para seguir com os procedimentos, foram utilizados os materiais e os reagentes 
listados na tabela abaixo. 
MATERIAIS REAGENTES 
Balança semi-analítica Ácido sulfúrico (H2SO4) 
Balão volumétrico de 50 mL Cloreto de ferro (III) (FeCl3) 
Béqueres de 50 mL Cromato de potássio (K2CrO4) 
Erlenmeyer de 250 mL Peróxido de bário (BaSO2) 
Funil Permanganato de potássio (KMnO4) 
Papel de filtro Dióxido de manganês (MnO2) 
Pipeta volumétrica Sulfato de cobre (II) (CuSO4) 
Proveta Hidróxido de sódio (NaOH) 
Tubos de ensaio Iodeto de potássio (KI) 
 
Tabela 1: Lista de materiais e reagentes utilizados durante os procedimentos 
Inicialmente, 20 mL de ácido sulfúrico solução 5% foram adicionados em um 
béquer de 50 mL. Posteriormente, 1,0 g de peróxido de bário foi pesado em uma 
balança semi-analítica, e em seguida, foi transferido à solução ácida contida no 
béquer. 
A mistura foi agitada e mantida sobre a bancada até ocorrer a sedimentação do 
peróxido. Depois, foi preparado o sistema de filtração com um suporte, um funil 
de vidro e um papel de filtro, conforme a figura abaixo. 
 
Figura 1: Sistema de filtração simples 
Desse modo, a solução preparada no béquer foi filtrada. Foram necessárias duas 
filtrações. A solução filtrada foi transferida do béquer para um balão volumétrico 
de fundo chato de 50 mL, e o volume foi completado com água destilada. 
Estes procedimentos que foram relatados acima são referentes à síntese da 
água oxigenada. Após isso, foram executados testes de caracterização com o 
produto obtido. 
Para a caracterização, 10 mL da água oxigenada obtida da filtração foram 
pipetados – com o auxílio de uma pipeta volumétrica – e transferidos para um 
Erlenmeyer de 250 mL. Neste, também foram adicionados 10 mL de ácido 
sulfúrico diluído. Um sistema para titulação foi montado com uma bureta, 
conforme a figura abaixo. 
 
Figura 2: Sistema para titulação 
Para a titulação, a bureta foi preenchida com o permanganato de potássio – 
titulante que foi gotejado sobre a solução contida no Erlenmeyer. O procedimento 
da titulação foi executado por três vezes. 
Após esses procedimentos, cinco tubos de ensaio foram identificados 
alfabeticamente (A, B, C, D e E). Os reagentes foram adicionados aos tubos de 
acordo com o quadro abaixo. 
 A B C D E 
K2CrO4 K2CrO4 KI KI KI 
H2SO4 H2SO4 H2SO4 H2SO4 H2O2 
(C2H5)2O (C2H5)2O H2O2 H2O Amido 
H2O2 H2O Amido Amido 
1. 
Quadro 1: Reagentes utilizados nos tubos que foram identificados 
alfabeticamente. 
No tubo A, foram adicionadas 10 gotas da solução de cromato de potássio, 5 
gotas de ácido sulfúrico diluído e 20 gotas de éter e 10 gotas da água oxigenada 
obtida. Os mesmos reagentes foram adicionados no tubo B na mesma 
quantidade, porém, ao invés de adicionar a água oxigenada obtida, foi 
adicionado água destilada. 
Nos tubos C, D e E, foram adicionadas 10 gotas da solução de iodeto de potássio 
e 5 gotas de ácido sulfúrico diluído. No tubo C, foi adicionado também a água 
oxigenada obtida, e no tubo D, água destilada. No tubo E, foi adicionado somente 
o iodeto de potássio e a água oxigenada obtida. 
Após isso, foram adicionadas – ainda nos tubos C, D e E – algumas gotas de 
suspensão de amido. 
Em seguida, mais cinco tubos foram numerados. Os reagentes foram 
adicionados aos tubos conforme o quadro abaixo. 
 1 2 3 4 5 
H2O2 H2O2 H2O2 MnO2 H2O2 
H2SO4 NaOH FeCl3 CuSO4 
2. 
Quadro 2: Reagentes utilizados nos tubos numerados 
No tubo 1, foram adicionadas 4 gotas da solução de ácido sulfúrico e 10 gotas 
de água oxigenada, mas desta vez, não foi utilizado o peróxido obtido e sim a 
água oxigenada concentrada 10 volumes. No tubo 2, foram adicionadas 4 gotas 
de hidróxido de sódio e 10 gotas da água oxigenada concentrada. No tubo 3, 
foram adicionadas 4 gotas de cloreto de ferro (III) e 10 gotas da água oxigenada 
concentrada. No tubo 4, foi adicionado o dióxido de manganês sólido, e no tubo 
5, 10 gotas de água oxigenada concentrada e 4 gotas de sulfato de cobre (II). 
 
5) Resultados e discussões: 
5.1) Síntese do Peróxido de Hidrogênio (H2O2): 
Após a mistura de dióxido de bário sólido e ácido sulfúrico a 5% precipitou-se 
um sólido branco na solução e formou-se peróxido de hidrogênio, tal sólido 
formado é o Sulfato de Bário, a partir da equação 1: 
BaO2(S) + H2SO4(L) → BaSO2(S) + H2O2(L) (Eq.1) 
5.2) Titulação: 
Depois da filtragem da solução obtida foi realizada a primeira caracterização a 
fim de constatar o rendimento da reação a partir de uma titulação com 
Permanganato de Potássio (KMnO4), agente oxidante onde o ponto de viragem 
é identificado a partir da presença de íons de permanganato (Mn04), de 
coloração rosa, e a solução combinado de H2SO4, substância que diluída não 
reage com o KMnO4 acidificando o meio e funcionando como catalizador da 
reação do KMnO4 com H2O2, reação de oxirredução, deixando assim a titulação 
mais precisa, obteve-se os seguintes resultados: 
 
 1ªTitulação 2ª Titulação 3ªTitulação 
ML de KMnO4 
necessárias para 
a viragem 
 
 3,5 mL 
 
 3,5 mL 
 
 4,0 mL 
 
Tabela 2: Resultados obtidos das titulações 
Com tais resultados, realizamos o cálculo do rendimento a partir das formulas; 
• Conc1 x Vol1= conc2 X vol2• Rendimento teórico----------100% 
 Rendimento prático--------- X 
 
Considerando a proporção utilizada para concentrações de 2:5 teve-se o 
resultado: 
 
• 5 X [H2O2] X 10 (mL de H2O2) = 2 X 0,004 X 3,6 (mL de KMnO4) 
 [H2O2] = 5.76x10-4 
• 0,0576 = 5,906.10-3 X 
X = 9,74% de rendimento de peróxido de hidrogênio 
5.3) Sequências de caracterização: 
O segundo tipo de caracterização, utilizou-se H2O2, 10 volumes (a 3%) da marca 
FARMAX. Nesta parte da prática observou-se qualquer evidência de reação, 
obtiveu-se os seguintes resultados (tabela 2): 
 
 Tubo A Tubo B Tubo C Tubo D Tubo E 
Resultados Ficou com a 
coloração 
azulada 
Ficou com a 
coloração 
amarelada 
Ficou com a 
coloração 
violeta 
Sem 
evidências 
de reação 
Ficou com a 
coloração 
violeta 
 
Tabela 3: Resultados observados após as reações 
No tubo A observou-se a formação da coloração azul pela reação de 
oxirredução, onde o H2O2 sofre auto redução com seu nox indo de –1 para –2 e 
o Cromo sofre redução com seu nox indo de +6 para +3, a partir da equação 2: 
K2Cr2O7(l) + H2O2(l) + 4H2SO4(l) → K2SO4(l) + Cr2(SO4)3(l) + 5H2O(l) + 2O2(g) 
(eq.2) 
Isso ocorre devido ao H2O2 ter um alto potencial como agente oxidante, a 
coloração é advinda do Sulfato de cromo 2. 
 No tubo B, a coloração amarela é advinda do Dicromato de potássio (K2CrO7) 
que em estado sólido é alaranjado a vermelho, mas dissociado é amarelo, a 
presença da água não favorece a oxirredução deixando o íon formado CrO4-2 em 
solução. 
No tubo C, foi produzido o íon triodeto (I+3), pela equação 3 de oxirredução: 
2KI(aq) + H2O2(l) + H2SO4(l) → I2(aq) + 2H2O(l) + K2SO4(aq) (eq. 3) 
O H2O2 reduziu e o KI oxidou, o amido em suspensão funcionou como um 
indicador do íon triodeto, a partir da mudança na coloração para violeta. 
No tubo D, não ouve mudança na coloração devido a presença de água que não 
favorece a reação de oxirredução e a falta de peróxido de hidrogênio fez a não 
produção do íon triodeto. 
No tubo E, ocorreu a mesma reação que no tubo c porém de em E a reação foi 
mais lenta devido a falta da acidificação do meio que funciona como catalizador 
da reação de oxirredução favorecendo a rapidez na produção de triodeto. 
A presença do éter nos tubos A e B tem a função de dissolver moléculas 
polares e/ou orgânicas dentro das soluções, porém, como não ouve a produção 
de moléculas orgânicas, o éter formou duas fases onde uma era ele mesmo e a 
outra era todo o resto da solução. 
5.4) Terceira sequência de caracterização: 
Na terceira parte da caracterização do peróxido de hidrogênio, foi-se usado 
H2O2 a 40% (10 gotas em cada tubo) e somente um reagente, o foco dessa 
parte da prática, foi a produção de gás e mudança de temperatura, os 
resultados estão a seguir (tabela 3): 
 REAGENTE RESULTADOS 
TUBO 1 H2SO4 Leve aquecimento 
TUBO 2 NaOH Não ocorreu mudanças 
TUBO 3 FeCl3 Produção de gás e 
mudança repentina na 
coloração 
TUBO 4 MnO2 Produção de gás 
TUBO 5 CuSO4 Produção lenta de gás 
 
Tabela 4: Resultados observados das reações químicas 
No tubo 1, observou-se o aquecimento da solução pelo fato de ser uma reação 
exotérmica entre o ácido sulfúrico e o peróxido de hidrogênio. 
No tubo 2: Não ocorre mudança pois a reação não é exotérmica e não é 
produzido oxigênio somente água (equação 4): 
 H2O2 (l) + NaOH(l) → NaHO2 (l) + H2O(l) (eq.4) 
 
No tubo 3, ocorre a mudança de cor repentina onde, inicialmente o Ferro oxida 
deixando a solução marrom, logo depois a solução fica incolor pela produção de 
oxigênio que saí em forma de gás do sistema (equação 5): 
 4FeCl3(l) + 6H2O2(l) → 12HCl(l) + 2Fe2O3(l) + 3O2(g) (eq.5) 
No tubo 4, há a produção de hidrogênio pela decomposição do peróxido de 
hidrogênio, o dióxido de manganês entra na reação como catalizador da 
decomposição. 
No tubo 5, ocorre a produção lenta de oxigênio devido a decomposição do 
Peróxido de cobre (CuO2), equação 6: 
 CuSO4(l) + H2O2(l) → H2SO4(l)+ CuO2(l) (eq.6) 
6) Conclusão: 
Os principais objetivos do experimento foram alcançados e obtiveram alguns 
resultados dentro do esperado, a síntese do peróxido de hidrogênio foi realizada 
com êxito, obtendo um rendimento igual a 9,74%, inferior ao resultado teórico. 
Além disso, a caraterização da água oxigenada foi executada com sucesso, 
obtendo-se resultados dentro do esperado. 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS: 
Titulação com permanganato de potássio, disponível em: 
https://quimicandovzp.com.br/titulacoes-com-permanganato-de-potassio-
kmno4/, acesso em: 26/09/2019 
Auxílio na construção das fórmulas químicas, disponível em: 
https://www.formulacionquimica.com acesso em: 26/09/2019 
HEMAFARMA, Água oxigenada| antisséptico poderoso e eficaz, 26 de abril de 
2017, http://www.hemafarma.com.br/agua-oxigenada-antisseptico-poderoso/ 
acesso em: 26 de setembro de 2019. 
QUIMESP química, Peróxido de hidrogênio 200 vol. (50%), 
https://www.quimesp.com.br/peroxido-de-hidrogenio-200-vol.php acesso em: 26 
de setembro de 2019. 
 
Questionário: 
1. Mostrar as equações de todas as reações efetuadas nesta prática. 
BaO2(s) + H2SO4(l) → BaSO2(s) + H2O2(l) 
K2Cr2O7(l) + H2O2(l) + 4H2SO4(l) → K2SO4(aq) + Cr2(SO4)3(aq) + 5H2O(l) + 
2O2(g) 
2KI(aq) + H2O2(l) + H2SO4(l) → I2(aq) + 2H2O(l) + K2SO4(aq) 
H2O2(l) + NaOH(l) → NaHO2(l) + H2O(l) 
4FeCl3(l) + 6H2O2(l) → 12HCl(l) + 2Fe2O3(l) + 3O2(g) 
CuSO4(l) + H2O2(l) → H2SO4(l)+ CuO2(l) 
2. Em quais delas ocorre catálise? 
Em todas as reações que envolvem a utilização do ácido sulfúrico ocorre a 
catálise, pois o ácido sulfúrico atua como um catalisador. 
3. No item 1 explicar porque se faz o resfriamento. 
As reações com o ácido sulfúrico ocorrem de modo mais violento em altas 
temperaturas, pois se trata de uma reação altamente exotérmica. As baixas 
temperaturas diminuem a taxa de reação. Deve-se, portanto, fazer o 
resfriamento da solução para que aumente a segurança durante o manuseio. 
4. No item 3 qual (is) é (são) as substâncias retidas no filtro? 
A substância retida no filtro é o sulfato de bário, um sal proveniente da reação 
química envolvendo o peróxido de bário e o ácido sulfúrico. 
5. Por que a água oxigenada pode atuar tanto como oxidante quando como 
redutor? Citar um exemplo de reação química de cada caso. 
No caso da água oxigenada, o número de oxidação do oxigênio é -1, e por isso, 
é possível ganhar elétrons ou perder elétrons. Em outras palavras, o número de 
oxidação pode aumentar (oxidação) ou pode diminuir (redução). 
A água oxigenada atua como agente oxidante na presença de uma solução 
contendo íons de iodeto, no qual serão formados água e iodo molecular. Por 
outro lado, a água oxigenada atua como agente redutor na presença de 
permanganato de potássio, no qual o íon MnO4- é reduzido formando o Mn2+. 
6. O “Peridrol” é uma água oxigenada a 40 % p/v. Qual é sua concentração 
expressa em volume de O2? 
Considerando a equação da reação química em questão: 
H2O2 (aq) + → H2O (l) + 1/2 O2 (g) 
Logo, 
 x 1 mL de solução 
 
 
= 0,4 g X X 
 
 
= 0,00588235 mol X 
 
= 132 mL de O2 
Portanto, a concentração do oxigênio molecular é de 132 volumes. 
7. KMnO4 é um reagente de padrão primário? Quais as características de um 
padrão primário? 
Não. Os reagentes de padrão primário são aqueles que contém um alto grau de 
pureza, estável, altamente solúvel e facilmente conservável.40 g de H2O2 
100 mL de solução 
0,5 mol de O2 
1 mol de H2O2 
1 mol de H2SO4 
34 g de H2O2 
22400 mL O2 
1 mol de O2 
8. Citar um agente que em contato com H2O2 acelera e um que retarda sua 
decomposição. 
A enzima catalase acelera a decomposição da água oxigenada, pois é uma 
enzima catalisadora. No entanto, existem catalisadores que podem retardar uma 
reação química, como o parabeno, que atua como um conservante. 
9. H2O2 pode ser usado juntamente com um combustível apropriado em 
motores de foguete. Para que serve o H2O2 neste caso? 
Sim. A decomposição da água oxigenada implica no aumento da temperatura. 
Desse modo, é utilizado o etanol, que por sua vez contribui no desenvolvimento 
do motor, e a água oxigenada contribui na ignição. A principal vantagem, além 
do baixo custo, está associada a fontes alternativas que não liberam poluentes 
– como é o caso da hidrazina e o tetróxido de nitrogênio.