Relatório comparando compostos orgânicos e inorgânicos (1)

Prévia do material em texto

Disciplina: Inorgânica 
 
 
 
 
 
(Realização do experimento 22/08/2019 e 29/08/2019) 
Comparando compostos orgânicos e inorgânicos 
 
 
 
 
 
 
Alunos: Franciele Cristina 
Ian Lucas 
Lucas Rodrigues 
Luiza Louback 
 
 
 
 Betim, 23 de setembro de 2019. 
 
 
SUMÁRIO 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO …………………………………….….…………………….. 2 
2. OBJETIVOS …………………………………………………….………….. 3 
3. MATERIAIS E MÉTODOS ………………………………………………… 3 
3.1 Materiais Utilizados ……………………………………………………... 3 
3.2 Procedimento Experimental ……………………..……………………. 4 
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO ………………………….………..……… 5 
5. CONCLUSÕES …………………………………………..…….…………… 10 
6.REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ………………………...……………... 11 
7.ANEXOS …………………………………………………………..………….. 12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 
1. INTRODUÇÃO 
 
Na natureza é possível encontrar diversas substâncias, que se subdividem 
em compostos orgânicos e inorgânicos. T​odos os seres vivos na terra são 
formados principalmente por compostos orgânicos que ​se dão, principalmente, 
pela presença de carbono, podendo apresentar também outros elementos como o 
oxigênio, nitrogênio e enxofre. Os compostos orgânicos apresentam algumas 
características como: pontos de ebulição e fusão, polaridade, combustibilidade e 
solubilidade.​[1] 
O químico alemão Friedrich Wohler em 1828, relatou a síntese de uréia, 
um componente de muitos fluidos corporais, a partir de materiais não-vivos e 
desde de então reconheceu-se que as moléculas orgânicas obedecem às 
mesmas leis naturais das substâncias inorgânicas, e a categoria de compostos 
orgânicos evoluiu para incluir compostos naturais e sintéticos que contêm 
carbono. Alguns compostos que contêm carbono não são classificados como 
orgânicos, por exemplo, carbonatos e cianetos, e óxidos simples, como CO e 
CO​2​. ​[2] 
 
Figura 1: Estruturas do cianeto de amônio formando uréia. 
 
Já a química inorgânica é definida como o estudo da química de materiais 
de origem não biológica. Os ​compostos inorgânicos são substâncias que não 
apresentam necessariamente carbono como elemento principal, estes, além de 
não possuírem as características dos compostos orgânicos, são divididos em 
quatro tipos de funções: ácidos, bases, sais e óxidos. Dentre outras diferenças 
estão a condutividade elétrica (quando compostos inorgânicos iônicos), 
2 
solubilidade, temperaturas de fusão e ebulição, que estão relacionadas com os 
tipos de ligações que cada composto apresenta.​[3] 
Logo, por meio dessas propriedades químicas e físicas é possível compará-los. 
 
 
2. OBJETIVOS 
 
● Classificar substâncias como orgânicas e inorgânicas, utilizando suas 
propriedades químicas e físicas. 
● Formular regras genéricas em relação às propriedades dos compostos 
orgânicos e inorgânicos. 
● Descrever comparativamente a ação do ácido sulfúrico (H​2​SO ​4​) 
concentrado sobre compostos orgânicos e inorgânicos. 
 
 
3. MATERIAIS E MÉTODOS 
 
3.1 Material 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 a álcool 
● 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 
 
 
3 
3.2 Procedimento Experimental 
 
Parte I: ​Determinação da solubilidade aproximada de sólidos orgânicos e inorgânicos. 
a) Numerou-se tubos de ensaio de 1 a 6. 
b) Adicionou-se em cada tubo uma ponta de espátula das seguintes substâncias: 
acetanilida, sulfato de magnésio, sulfato de cobre, ácido benzóico, cloreto de sódio e 
açúcar. 
c) Numerou-se mais 6 tubos de ensaio, desta vez de 7 a 12. Adicionou-se em cada 
um desses tubos uma ponta de espátula de cada substância citadas no item ​b​. 
d) Nos tubos de 1 a 6 adicionou-se 5mL de água destilada, após, agitou-se e verificou 
se houve solubilização. 
e) Nos tubos de 7 a 12 adicionou-se 5mL de acetona, após, agitou e verificou, se 
houve solubilização. 
f) Fez-se o mesmo procedimento do item ​c e adicionou-se 5mL de hexano, agitou e 
verificou, se houve solubilização. 
g) Observou-se e anotou cada resultado obtido. 
 
Parte II: ​Reação frente ao ácido sulfúrico concentrado de algumas substâncias 
orgânicas e inorgânicas. 
a) Separou-se quatro tubos de ensaio limpos e secos, numerados de 1 a 4. 
b) Adicionou-se uma pequena quantidade das seguintes substâncias: óxido de cálcio, 
cloreto de sódio e açúcar. Transferiu-se as substâncias para tubos numerados de 1 a 
3. 
c) No tubo 4, adicionou-se um pequeno pedaço de papel cortado. 
d) Feito isso, adicionou-se cuidadosamente dez gotas de ácido sulfúrico concentrado 
em cada tubo. 
e) Após esperado alguns minutos verificou-se e anotou os resultados obtidos. 
 
Parte III: ​Verificação da fusão de sólidos orgânicos e inorgânicos. 
a) Separou-se seis tubos de ensaio, numerados de 1 a 6. 
4 
b) Adicionou-se uma ponta de espátula das seguintes substâncias: acetanilida, sulfato 
de magnésio, sulfato de cobre, ácido benzóico, cloreto de sódio e açúcar. Em 
seguida, transferiu-se-as para os tubos de ensaio numerados. 
c) Aqueceu-se com o auxílio de uma lamparina por mais ou menos 3 minutos, 
cuidadosamente, cada tubo de ensaio segurado por uma garra de madeira. 
d) Observou-se e anotou cada resultado obtido. 
 
Parte IV : Determinação de condutividade elétrica de algumas substâncias orgânicas 
e inorgânicas. 
a) Separou-se seis béqueres enumerados de 1 a 6 
b) Com o auxílio dos béqueres, pesou-se 0.050g (ou 50 mg) das seguintes 
substâncias: acetanilida, sulfato de magnésio, sulfato de cobre, ácido benzóico, 
cloreto de sódio e açúcar. 
c) Após, transferiu-se as substâncias para os béqueres de 50 mL. 
d) Nos béqueres enumerados de 1 a 6, já com a substância contida, adicionou-se 25 
mL de água destilada e agitou com o auxílio de um bastão de vidro. 
e) Utilizou-se um condutivímetro, para medir a condutividade elétrica das substâncias 
misturadas à água. Lavou-se os eletrodos sempre que trocou de solução. 
f) Observou-se e anotou cada resultado obtido. 
 
 
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
Parte I- Determinação da solubilidade aproximada de sólidos orgânicos e 
inorgânicos 
 
No experimento observou-se a solubilidade de alguns compostos sólidos 
orgânicos e inorgânicos, em certas substâncias. A tabela 1 apresenta os resultados 
do experimento. 
 
 
 
5 
Tabela 1. ​Solubilidade dos compostos​ ​em água, acetona e hexano. 
Substâncias Tubo de ensaio Água Tubo de ensaio Acetona Hexano 
Acetanilida 1 Parcialmente solúvel 7 Solúvel Insolúvel 
Sulfato de 
magnésio 2 Solúvel 8 Insolúvel Insolúvel 
Sulfato de cobre 3 Solúvel 9 Insolúvel Insolúvel 
Ácido benzóico 4 Insolúvel 10 Solúvel Insolúvel 
Cloreto de sódio 5 Solúvel 11 Parcialmente solúvel Insolúvel 
Açúcar 6 Solúvel 12 Insolúvel Insolúvel 
 
A polaridade,as forças dispersivas e dipolares, ligações de hidrogênio e a 
temperatura são fatores que se destacam na determinação da solubilidade e devem 
ser considerados no seu entendimento. A partir dessas propriedades e da análise das 
informações na tabela, ​obteve-se que a maioria dos compostos por conta de sua 
polaridade são solúveis em água. Com exceção à acetanilida e ao ácido benzóico, já 
que ambos por conta de suas características estruturais, onde as moléculas são 
majoritariamente apolares com uma parte polar, possuem em temperatura ambiente 
pouca ou quase nenhuma solubilidade em água. 
 
Parte II- Determinação da solubilidade aproximada de sólidos orgânicos e 
inorgânicos 
 
Na parte II, determinou-se a solubilidade de alguns sólidos orgânicos e 
inorgânicos. No tubo de número 1, houve a reação abaixo. 
 
CaO​(s) +​ H​2​SO​4(l) ​ ​→ ​ CaSO​4(aq)​ + H​2​O​(l) 
(óxido de cálcio + ácido sulfúrico ​→ ​ sulfato de cálcio + água) 
 
6 
Durante a reação percebeu-se liberação de calor e liberação de gás. Ao 
adicionar a solução de ácido sulfúrico sobre o óxido de cálcio, uma camada insolúvel 
do sulfato de cálcio é formada. Isso produz uma barreira entre o óxido de cálcio e o 
ácido sulfúrico, como o sulfato de cálcio é insolúvel em água, o revestimento atua 
como uma camada protetora, sendo a reação interrompida​[4]​. Quando o óxido de 
cálcio reage com o ácido sulfúrico, produz bolhas de vapor de água; quando a reação 
termina, não há a presença de sólidos pois o sulfato de cálcio é solúvel em água.​ [5] 
 
No tubo 2, ao reagir ​cloreto de sódio e ácido sulfúrico, obteve-se a seguinte reação: 
 
 2NaCl ​(aq)​ + H​2​SO​4(aq)​ ​ ​→​ ​ Na​2​SO​4(aq)​ + 2HCl​(g) 
(cloreto de sódio + ácido sulfúrico ​ ​→​ sulfato de sódio + cloreto de hidrogênio) 
 
Observou-se quando o ácido sulfúrico entrou em contato com o cloreto de 
sódio houve a formação de uma espuma. A espuma deriva da reação de dupla 
troca, que ocorre entre o ácido sulfúrico e o cloreto de sódio. Uma reação de 
dupla troca é um fenômeno químico no qual duas substâncias reagem e dão 
origem a outras duas novas substâncias, ou seja, um novo sal e um novo ácido. 
Percebeu-se também a liberação de gás, decorrente da formação do cloreto de 
hidrogênio, que ao entrar em contato com a solução aquosa de hidróxido de sódio 
(NaOH) se disassocia formando ácido clorídrico (HCl).​[6] 
Após a reação percebe-se que o cloreto de sódio absorveu todo ácido, tendo como 
estado final um sólido pastoso. 
 
No tubo 3, ao adicionar ​ácido sulfúrico em açúcar comum (sacarose), percebeu-se a 
seguinte reação: 
 C​12​H​22​O​11(s)​ + H​2​SO​4(aq)​ ​ ​→​ 12C​(s)​ + 11H​2​O​(g)​ + SO​2 (g)​ + ½ O​2 (g) 
 (açúcar + ácido sulfúrico ​ ​→​ carbono + água + dióxido de enxofre + gás 
oxigênio) 
Ao olhar para a estrutura da glicose, percebe-se que não existem moléculas de água 
presente, mas sim grupos OH e átomos de hidrogênio ligados ao carbono. Quando o 
7 
ácido sulfúrico reage com o açúcar ele retira os OH e H, formando assim água (H ​2​O) 
que vai sendo evaporada pelo calor da reação​. Na presença de ácido sulfúrico 
concentrado, um agente desidratante e oxidante, a molécula de sacarose perde água, 
e o carbono que sobra da molécula, é obtido como uma massa esponjosa preta e 
quebradiça​[7]​. Essa reação é chamada de carbonização, ​já que o açúcar se 
transforma em carvão. 
 
Ao reagir ácido sulfúrico e celulose, obteve-se a seguinte reação: 
 ​C​6​H​10​O​5​ ​(s)​ + H​2​SO​4​ ​(aq) ​→​ 6C ​(s)​ + 6 H2O​(g)​ + SO​2 (g)​ + ½ O​2​ ​(g) 
(celulose + ácido sulfúrico ​→​ carbono + água + dióxido de enxofre + gás 
oxigênio) 
 
Durante o experimento, pode-se perceber que o papel dissolveu 
completamente ao entrar em contato com o ácido sulfúrico. ​A celulose presente no        
papel é desidratada pelo ácido sulfúrico. Isso significa que os átomos de hidrogênio e                           
oxigênio são removidos pelo ácido e, no final, resta apenas carbono elementar. Por                      
conta da alta concentração do ácido, este possui uma forte capacidade de absorver 
água, quebrando a celulose em carbono e água. ​[8] 
A celulose é um biopolímero que consiste em muitas unidades de glicose conectadas 
através de ligações glicosídicas. A quebra das ligações pelo ácido sulfúrico leva à 
hidrólise dos polímeros de celulose, resultando na glicose ou no oligossacarídeo (​2 a 
10 moléculas de monossacarídeos) ​da molécula de açúcar. 
 
Parte III- Verificação da fusão de sólidos orgânicos e inorgânicos 
 
No experimento III, ao levar a acetanilida sólida no tubo de ensaio 1 para o 
aquecimento na chama da lamparina, notou-se a rápida mudança de estado físico de 
sólido para líquido desta substância e interrompeu-se o aquecimento após 3 minutos, 
pois neste tempo o objetivo já havia sido alcançado. A rápida mudança de estado 
físico da acetanilida caracteriza-se por um baixo ponto de fusão, segundo a literatura, 
o ponto de fusão da acetanilida é em torno de 114ºC. O baixo ponto de fusão da 
8 
acetanilida é característico de compostos covalentes, que possuem pontos de 
ebulição e fusão baixos, são pouco solúveis em água e dissolvem-se com facilidade 
em solventes apolares.​ ​[9] 
Ao levar o sulfato de magnésio para o aquecimento, houve a evaporação da 
água e a mudança dos cristais hidratados da substância para cristais desidratados e 
secos, com aspecto visual semelhante a um pó fino. Este aspecto não durou por 
muito tempo, já que o sulfato de magnésio possui características higroscópicas, 
absorvendo a água da atmosfera, e se em uma massa sólida. O ponto de fusão do 
sulfato de magnésio é aproximadamente ​1,124 °C segundo dados da literatura. O alto 
ponto de fusão dessa substância é justificado por ligações iônicas muito fortes 
presente entre os elementos. ​[10] 
O sulfato de cobre penta-hidratado (sendo ele de coloração azul por possuir 
moléculas de água ocupando posições entre os íons de cobre e sulfato em seu 
retículo cristalino) foi levado ao aquecimento. Quando aquecido, o sulfato de cobre 
perde a água de cristalização em sua composição, tornando-se sulfato de cobre 
anidro, cuja coloração é branca. O ponto de fusão do sulfato de cobre é de 110°C, e 
seu ponto de decomposição, onde libera água, é de aproximadamente 103°C, sendo 
que entre suas moléculas ocorrem as interações dipolo permanente.​[11] 
Ao levar o ácido benzóico sólido no tubo de ensaio 4 para o aquecimento na 
chama da lamparina, notou-se assim como a acetanilida, uma rápida mudança de 
estado físico de sólido para líquido, devido a um baixo ponto de fusão característico 
de compostos orgânicos. De acordo com a literatura, seu ponto de fusão é cerca de 
122,4 ºC.​[12] 
Ao levar o cloreto de sódio ao aquecimento não houve mudanças de estado 
físico, conservando o estado inicial antes do aquecimento. Isso ocorreu por conta do 
alto ponto de fusão (em torno de 801​°C ​) característicode compostos iônicos, já que ​o 
calor fornecido pela lamparina é inferior a essa temperatura, não foi possível a fusão 
do NaCl nessas condições. ​[13] 
Por fim, aqueceu-se também o açúcar (sacarose), e logo percebeu-se uma 
rápida mudança de estado físico, característica de compostos orgânicos que 
apresentam um baixo ponto de fusão. Entre 160ºC e 190ºC, as moléculas de 
sacarose começam a fundir, e ao contrário das de cloreto de sódio, se associam por 
9 
forças intermoleculares de baixa intensidade, que resulta em um baixo ponto de 
fusão.​[14] 
 
Parte IV- Determinação de condutividade elétrica de algumas substâncias 
orgânicas e inorgânicas. 
 
Foi utilizado o condutivímetro para determinar a condutividade elétrica de 
soluções dos compostos orgânicos e inorgânicos, em água destilada. Dentre as 
soluções que foram determinadas, aquela que apresentou a maior condutividade 
elétrica foi a de cloreto de sódio em água, com 4343,22µS/cm a 21,6ºC, e a solução 
que apresentou a menor condução elétrica foi a de acetanilida em água, 
apresentando 12,23µS/c a 21,4ºC. A tabela 2, a seguir apresenta os resultados 
obtidos para a condutividade elétrica desses compostos. 
tabela 2 
Percebeu-se que os compostos inorgânicos apresentam uma condutividade 
elétrica maior do que os compostos inorgânicos. 
Os compostos inorgânicos testados possuem essa característica porque são 
todos sais e solúveis em água. Esses sais, quando em contato com a água se 
dissociam, liberando íons carregados positiva e negativamente e permitem a 
passagem de corrente elétrica. Diferentemente dos compostos orgânicos, que 
também conduzem eletricidade, porém em ínfimas quantidades, já que não são muito 
solúveis em água e são constituídos de moléculas basicamente neutras, que não 
contribuem para o transporte de cargas. O que possibilita alguns compostos 
orgânicos conduzirem uma quantidade mesmo que desprezível de eletricidade é a 
presença da hidroxila (OH) nessas moléculas, que interagem com a água liberando 
íons O ​- e H​+ , por isso esses compostos orgânicos ainda conduzem um pouco de 
eletricidade. 
 
 
5. CONCLUSÕES 
 
10 
A partir deste experimento pôde-se concluir, que os compostos inorgânicos 
possuem propriedades químicas e físicas diferentes dos compostos orgânicos, como 
a solubilidade, os pontos de fusão, as interações com determinados compostos e a 
condutividade elétrica. Os compostos orgânicos são geralmente insolúveis em água, 
(podendo haver exceções) normalmente possuem baixo ponto de fusão, podem ser 
carbonizados e não são bons condutores de eletricidade. 
Diferentemente dos compostos inorgânicos, que a partir dos resultados 
obtidos, pode-se dizer que geralmente são solúveis em água, normalmente possuem 
pontos de fusão superiores aos compostos orgânicos, são bons condutores de 
eletricidade e ao reagirem com outras substâncias, apresentam comportamento 
diferente dos compostos orgânicos. 
Assim, através desses experimentos pode-se ter uma maior abrangência dos 
compostos orgânicos e inorgânicos e das características que os diferenciam. 
 
 
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
[1]: ATKINS, P. W.; JONES, L. L. Princípios de Química: questionando a vida 
moderna e o meio ambiente. Porto Alegre, Bookman, 2001. 
 
[2]: Introduction to organic Chemistry. Acesso em: 10/09/2019. Disponível em: 
https://courses.lumenlearning.com/chemistryformajors/chapter/introduction-to-organic-
chemistry/ 
 
[3]: Inorganic Chemistry: Definition and introduction. Disponível em: 
https://www.thoughtco.com/definition-of-inorganic-chemistry-605247 
 
[4]: Reaction between Calcium and Sulphuric acid. Acesso em: 10/09/2019. 
Disponível em: 
https://uwaterloo.ca/chem13news/sites/ca.chem13news/files/uploads/files/calcium-sul
phuric-acid.pdf 
 
11 
[5]: ​What is the reaction between calcium oxide plus sulfuric acid? Acesso em: 
16/09/2019. ​Disponível em: 
https://www.quora.com/What-is-the-reaction-between-calcium-oxide-plus-sulphuric-aci
d 
 
[6]: Santos Costa, Marcelo. Síntese cloreto de hidrogênio. Acesso em: 14/09/19. 
Disponível em: 
https://www.passeidireto.com/arquivo/37586565/sintese-cloreto-de-hidrogenio-resulta
dos-e-discussao- 
 
[7]: ​ATKINS, P. JONES, L. Princípios de Química: questionando a vida moderna e o 
meio ambiente.Trad. Iginez Caracelli et al. Porto Alegre, 2001. 
 
[8]: How does sulfuric acid breaks down cellulose. Acesso em: ​16/09/2019. ​Disponível 
em:​ ​https://www.quora.com/How-does-sulfuric-acid-break-down-cellulose 
 
[​9]: Acetanilida. Acesso em: 22/09/2019. Disponível em: 
https://www.oswaldocruz.br/download/fichas/Acetanilida.2003.pdf 
 
[​10]: Sulfato de magnésio.Acesso em 22/09/2019. Disponível em: 
https://www.indice.eu/pt/medicamentos/DCI/sulfato-de-magnesio/informacao-cientifica 
 
[11]: Sulfato de Cobre. Acesso em: 16/09/2019. Disponível em: 
http://www.tratho.com.br/pdf/Sulfato_de_Cobre.pdf 
 
[12]: Métodos de Preparação Industrial de Solventes e Reagentes Químicos-Ácido 
Benzóico. Acesso em: 22/09/2019. Disponível em: 
http://rvq.sbq.org.br/imagebank/pdf/PedroNoPrelo.pdf 
 
[13]: Ficha de informações de segurança de produtos químicos - FISPQ. Acesso em: 
22/09/2019. Disponível em: 
http://www.inmetro.gov.br/metcientifica/MRC/8476-FISPQ.pdf 
12 
 
[14]: Caracterização térmica de sacarose de cana-de-açúcar: amostras de padrão de 
referência, comercial e purificada. Acesso em: 22/09/2019. Disponível em: 
https://repositorio.unesp.br/handle/11449/97779 
 
 
ANEXOS 
 
Figura 1:​ Síntese de Wohler. Acesso em: 16/09/2019 
Disponível em: ​https://www.infoescola.com/quimica/sintese-de-wohler/ 
 
 
 
 
 
 
13