Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
1 UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ CAMPUS CRATEÚS ENGENHARIA DE MINAS Sistema de Reações Químicas Aluna: Maria das Graças Alves Carvalho Matrícula: 412931 Profa.: Janaina Lopes Crateús- Ce Setembro de 2019 2 Sumário 1.0 INTRODUÇÃO .......................................................................................... 3 2.0 OBJETIVOS ................................................................................................... 4 3.0 MATERIAIS UTILIZADOS ...................................................................... 5 4.0 REAGENTES UTILIZADOS ........................................................................ 5 5.0 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS ...................................................... 7 6.0 RESULTADOS E DISCUSSÕES .................................................................. 9 7.0 CONCLUSÃO .............................................................................................. 14 8.0 ANEXOS ...................................................................................................... 15 9.0 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................... 17 3 1.0 INTRODUÇÃO Reação química é aquela em que ocorre a transformação de uma ou mais substancias químicas em outras diferentes. Temos uma evidencia de que pode ter ocorrido uma reação química num sistema se tivermos observado uma mudança de cor, mudança de odor, formação de gases, variação de energia ou a formação de produtos com diferente solubilidade. Entretanto, nenhum desses critérios é absolutamente seguro para definir uma transformação química qualquer como reação química; a propriedade que pode definir uma substancia com a maior precisão é sua formula química (RIBEIRO, 2014, pág 213). Para que uma mudança de cor seja indicativa da ocorrência de uma reação química, deve ocorrer mudança de cor da mistura das substancias ou soluções em cores inesperadas (RIBEIRO, 2014, pág 213), não apenas a mudança de cor decorrente da combinação das cores dos reagentes utilizados. A identificação do surgimento de produtos gasosos como reação química caracteriza-se pela formação de borbulhamentos na solução. Já a identificação por transferência de energia pode ser analisada caso a temperatura da solução aumente (Reação exotérmica) ou caso diminua (Reação endotérmica). Também pode ser constatada a ocorrência de uma reação química caso ocorra o surgimento de um precipitado, que varia de acordo com o tamanho e forma das partículas produzidas. Existindo os seguintes tipos: Cristalino que é reconhecido pela presença de muitas partículas pequenas de formato regular. Granular baseia-se em pequenos e discretos grãos com sedimentação rápida. Finamente dividido formado por partículas extremamente pequenas. Coloidal gelatinoso possui aparência de gelatina. Coloidal finamente dividido possui partículas extremamente pequenas, que dificilmente sedimentam. 4 2.0 OBJETIVOS 1. A partir de evidências experimentais concluir sobre a ocorrência de reações químicas; 2. Identificar tipos de precipitado; 3. Identificar um composto utilizando suas propriedades químicas 5 3.0 MATERIAIS UTILIZADOS PARTE A- MUDANÇA DE COR 3 Tubos de ensaio Pipeta PARTE B- TIPOS DE PRECIPITADO 4 Tubos de ensaio Pipeta PARTE C- REAÇÃO COM FORMAÇÃO DE GASES 2 Tubos de ensaio Pipeta PARTE D- REAÇÕES DE OXI-REDUÇÃO 3 Tubos de ensaio Bolinha de papel alumínio Banho Maria 4.0 REAGENTES UTILIZADOS PARTE A- MUDANÇA DE COR Sulfato de Cobre (CuSO4) Sulfato de Ferro III Fe2(SO4)3 Cromato de Potássio (K2CrO4) Ácido Sulfúrico (H2SO4) Sulfato de Cobre (CuSO4) Hidróxido de Amônio (NH4OH) PARTE B- TIPOS DE PRECIPITADO Ácido Clorídrico (HCl) Nitrato de Prata (AgNO3) Cloreto de Bário (BaCl2) Ácido Sulfúrico (H2SO4) Cloreto de Magnésio (MgCl2) Hidróxido de Sódio (NaOH) Tiosulfato de Sódio (Na2S2O3) PARTE C- REAÇÃO COM FORMAÇÃO DE GÁS Bicarbonato de Sódio (NaHCO3) Ácido Clorídrico (HCl) 6 Magnésio (Mg) PARTE D- REAÇÕES DE OXI-REDUÇÃO Permanganato de Potássio (KMnO4) Ácido Sulfúrico (H2SO4) Peróxido de Hidrogênio (H2O2) Sulfato de Cobre(CuSO4) Cloreto de Sódio (NaCl) Nitrato de Sódio (AgNO3) Hidróxido de Sódio (NaOH) Hidróxido de Amônio (NH4OH) Glicose (C6H12O6) 7 5.0 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS Parte A- Mudança de Cor Misturou-se em um tubo de ensaio a solução de 0,2 mol/L de Sulfato de cobre (CuSO4) e 0,2 mol/L de Sulfato de ferro III (Fe2(SO4)). Após isso, em outro tubo realizou-se o mesmo procedimento utilizando-se a solução de 1 m/L de Cromato de potássio (K2CrO4) 0,3 mol/L com 1 m/L de Ácido sulfúrico (H2SO4) 1 mol/L. Em um terceiro tubo de ensaio foi realizado o mesmo procedimento dos anteriores utilizando-se a solução de 1 m/L Sulfato de cobre (CuSO4) 0,2 mol/L e Hidróxido de amônio (NH4OH) 3 mol/L. Logo após, observou-se os 3 tubos . Parte B- Tipos de Precipitado Utilizaram-se quatro tubos de ensaio no experimento, no qual em cada um foi adicionada uma solução. No primeiro adicionou-se 1 mL da solução de Ácido clorídrico (HCl) 1 mol/L com 1 m/L da solução de Nitrato de prata (AgNO3) 0,1 mol/L. Em um segundo tubo foi adicionado a solução de 1 m/L Cloreto de bário (BaCl2) 0,1 mol/L e 1 mL de Ácido sulfúrico (H2SO4) 1 mol/L. No terceiro tubo adicionou-se 1 m/L da solução de Cloreto de magnésio (MgCl2) 1 mol/L com 1 m/L de Hidróxido de sódio (NaOH) 3 mol/L. Em um quarto tubo realizou-se a mistura utilizando-se 1 m/L da solução de Tiosulfato de sódio (Na2S2O3) com 1 m/L de Ácido sulfúrico (H2SO4). Após isso as misturas foram deixadas para serem analisadas depois de um determinado tempo. Parte C- Reações com formação de gás Adicionou-se em um tubo de ensaio 1 mL da solução de Bicarbonato de sódio (NaHCO3) com 1 mL de Ácido clorídrico (HCl). Após isso em um segundo tubo adicionou-se 1 tira de Magnésio (Mg) com 1 mL da solução de Ácido clorídrico (HCl). Depois se analisou a formação de gases nos diferentes tubos. Parte D- Reações oxi-redução Utilizaram-se três tubos de ensaio, no primeiro misturou-se 2ml da solução de 0,1 mol/L de Permanganato de potássio (KMnO4) com 1 ml de Ácido sulfúrico (H2SO4) 1mol/L e em seguida adicionou-se 2 ml de (H2O2) a solução. Após isso observou-se a reação dos reagentes após a mistura. 8 Em um segundo tubo misturou-se 3ml da solução de 0,1 mol/L de Sulfato de cobre (CuSO4) com uma pitada de Cloreto de sódio (NaCl), em seguida adicionou-se uma bola de papel alumínio e analisou-se a temperatura final da solução. Por fim no terceiro tubo adicionou-se 10 gotas de Nitrato de prata (AgNO3) 1mol/L, em seguida foi adicionado 3 gotas de Hidróxido de sódio (NaOH) 3 mol/L até a formação de um precipitado. Logo em seguida foi inserido aproximadamente 30 gotas de uma solução de Hidróxido de amônio (NH4OH) 3 mol/L até ocorrer total dissolução do precipitado de óxido de prata. Após a dissolução acrescentou-se 40 gotas de glicose. Agitou-se a solução contida no tubo e em seguida colocou-aem banho maria por aproximadamente 3 minutos e após isso deixou-a em repouso para analisar-se a reação. 9 6.0 RESULTADOS E DISCUSSÕES Parta A - Mudança de cor Tabela 1- Resultados experimentais (Parte A) Reagentes e suas respectivas cores Procedimento Cor observada CuSO4 (Azul claro) Fe2(SO4)3 (Vermelho) CuSO4+Fe2(SO4)3 Amarelo esverdeado K2CrO4 (Amarelo) H2SO4 (Transparente) K2CrO4+H2SO4 Laranja CuSO4 (Azul claro) NH4OH (Transparente) CuSO4+NH4OH Azul escuro Analisando os resultados mostrados na tabela, pode-se observar que na mistura de 1 mL de Sulfato de Cobre (CuSO4) com 1 mL de Sulfato de Ferro (Fe2(SO4)3) não ocorreu reação química, apenas a diluição dos reagentes utilizados, sendo a cor obtida proveniente da combinação dos mesmos, evidenciado pela sua equação química tal fato: CuSO4 Fe2(SO4)3+ → CuSO4 +Fe2(SO4)3 Observando a mistura de 1 mL de Cromato de Potássio (K2CrO4) com 1 mL de Ácido Sulfúrico (H2SO4) obteve-se uma coloração não esperada, mostrando que ocorreu uma reação química, sendo comprovado tal fato através de sua equação química: 2K2CrO4 + H2SO4 → K2Cr2O7 + K2SO4 + H2O Já na mistura de 1 mL (CuSO4) com 1 mL (NH4OH) obteve-se uma coloração azul escuro, não esperada, mostrando que ocorreu uma reação química, sendo comprovado tal fato através de sua equação química: CuSO4 + 2NH4OH → (NH4)2SO4 + Cu(OH)2 10 Parte B- Tipos de precipitado Tabela 2- Resultados experimentais (Parte B) Reação Observação Tipo de precipitado HCl + AgNO3 Sedimentos com coloração branca. Granular BaCl2 + H2SO4 Partículas brancas extremamente pequenas. Finamente dividido MgCl2 + NaOH Bastante viscoso, com aparência gelatinosa. Coloidal gelatinoso Na2S2O3 + H2SO4 Observou-se partículas bastante pequenas. Coloidal finamente dividido De acordo com os resultados obtidos na tabela, na reação de Ácido clorídrico (HCl) com Nitrato de prata (AgNO3) pode-se analisar uma sedimentação rápida, com pequenos grãos de formato irregular, possibilitando assim, o reconhecimento do precipitado formado como do tipo granular. Verificando-se a reação entre Cloreto de bário (BaCl2) e Ácido sulfúrico (H2SO4) verificou-se uma sedimentação mais demorada, formando partículas extremamente pequenas, que permitiram identificar o precipitado como sendo do tipo finamente dividido. Já na reação entre Cloreto de magnésio (MgCl2) e Hidróxido de sódio (NaOH) foi notada a presença de bastante viscosidade, com aspecto de gelatina, permitindo constatar que o precipitado é coloidal gelatinoso. E por fim na reação entre Tiosulfato de sódio (Na2S2O3) e Ácido sulfúrico (H2SO4) notou-se partículas extremamente pequenas, com pouca sedimentação, desse modo, proporcionando sua identificação como sendo um precipitado do tipo coloidal finamente dividido. Parte C- Reação com formação de gás Observando as mudanças ocorridas na reação entre 1ml de Bicarbonato de sódio (NaHCO3) com 1mL de Ácido clorídrico (HCl) pode-se analisar a formação de bolhas na solução, mostrando que a chama utilizada na reação estava sendo apagada, isso se deve ao fato de que na reação ocorreu a liberação de dióxido de carbono (CO2), que pode ser evidenciado através de sua equação química: 11 NaHCO3(aq) + HCl(aq) → NaCl(s) + CO2(aq) + H2O(g) Já na reação entre tiras de magnésio (Mg) com com 1 mL de Ácido clorídrico (HCl), pode-se analisar a formação de bolhas em torno das tiras, e um aumento de temperatura na solução, evidenciando uma grande liberação de calor (reação exotérmica), através da liberação de gás hidrogênio (H2), que pode ser comprovada através de sua equação química: Mg(s) + 2HCl(aq) → MgCl2(aq) + H2(g) + energia Parte D- Reações de oxi-redução Reação Observação KMnO4 + H2SO4 + H2O2 Ao ser adicionado H2O2 na reação ocorreu a liberação de borbulhas e mudança de cor na solução que estava lilás e passou a ficar transparente. CuSO4 + NaCl + Al A solução adquiriu uma coloração esverdeada devido a presença de CuSO4, quando a bolinha de alumínio foi adicionada a solução ocorreu a oxidação do mesmo. AgNO3 + NaOH + NH4OH + C6H12O6 Ao ser adicionado hidróxido de sódio na solução de nitrato de prata ocorreu o surgimento de um precipitado marrom, que logo em seguida dissolveu-se até se tornar transparente. Em seguida, com a adição de glicose não ocorreu nenhuma mudança. Após a solução ter sido levada ao banho maria ocorreu o surgimento do espelho de prata no tubo. Por meio dos dados listados na tabela acima, pode-se analisar que as borbulhas geradas na reação entre Permanganato de potássio (KMnO4) com Ácido sulfúrico (H2SO4) surge no momento em que a solução de Peróxido de hidrogênio (H2O2) é adicionada, ocorrendo devido a liberação de gás oxigênio(O2), provocada devido o 12 Peróxido de hidrogênio (H2O2) ser redutor e o Permanganato de potássio (KMnO4) ser oxidante, sendo comprovado tal fato através de sua equação química: KMnO4 + H2SO4 + H2O2 → K2SO4 + MnSO4 + H2O + O2 5 e- + 8H + + MnO4 - → Mn2+ + 4H2O (×2) H2O2 → O2 + 2H+ + 2e- (×5) ------------------------------------------------- 10 e- + 16H + (aq) + 2MnO4 - (aq) → 2Mn+2(aq) + 8H2O(aq) 5H2O2 → 5O2 + 10H+ + 10e- Montando a equação global: 6H + (aq) + 2MnO4 - (aq) +5H2O2(aq) → 2Mn+2(aq) + 8H2O(l) +5O2(g) Indicando assim a liberação do gás oxigênio, e sua reação de oxi-redução. No segundo tubo utilizado ao se adicionar uma pitada da NaCl a solução de CuSO4 ocorreu uma reação química, que pode ser evidenciada através da coloração verde, que não provém da combinação das cores dos reagentes envolvidos, podendo ser comprovada através de sua equação química: CuSO4(s) + 4NaCl(s) → Na2CuCl4(s) + Na2SO4(s) A coloração verde se deve exclusivamente ao produto Na2CuCl4(s) formado, em seguida ao ser adicionado a bolinha de papel alumínio ocorreu oxidação da mesma, que pode ser evidenciada através de sua equação química: 2Al(s) + 3Cu2 + (aq) → 2Al3+(aq) + 3Cu(s) Assim, é mostrado na equação que ocorreu uma reação de oxi-redução com o alumínio (Al) sendo oxidado e o íon de cobre (Cu) sendo reduzido. A utilização do NaCl na reação serviu para acelerar tal processo, favorecendo a remoção da camada de óxido existente no alumínio. Já no terceiro tubo ao ser adicionado 3 gotas de NaOH 3 mol/L a solução contendo 10 gotas de AgNO3 ocorreu a formação de um precipitado, que pode ser mostrado pela sua equação química: AgNO3(aq) + NaOH(aq) → NaNO3(aq) + AgOH(s) 13 O precipitado formado nessa reação é o AgOH que possui coloração marrom, em seguida é adicionado aproximadamente 30 gotas de NH4OH até ocorrer a dissolução do precipitado de oxido de prata, formando a seguinte equação: AgOH(s) + 4NH3(aq) + H2O(l) → 2Ag(NH3)2+(aq) + 2OH-(aq) Fazendo com que a reação que estava na coloração marrom, passe a ser incolor, após a adição de 40 gotas de glicose na solução, não ocorreu nenhuma mudança de coloração, e em seguida o tubo foi levado a banho maria. Em seguida, observou-se a formação de prata metálica que se concentrou na parede do tubo, formando um espelho, espelho de prata, que é representado pela seguinte equação:RCHO + 2[Ag(NH3)2] + + 3OH - (aq) → 2 Ag(s) + RCOO-(aq) + 4NH3 + 2 H2O Ocorrendo devido a oxidação da glicose, que por ser um aldeído quando exposta a oxidantes fracos como o [Ag(NH3)2], são oxidadas a ácido carboxílico e os íons de prata são reduzidos a prata metálica, fazendo com que se depositem nas paredes do tubo, formando assim o espelho de prata. 14 7.0 CONCLUSÃO Considerando-se os resultados obtidos na parte A, pode-se verificar reações químicas através da mudança de coloração como também combinações de cores dos reagentes envolvidos, mostrando que além da mudança de coloração que ocorre é necessário se verificar a equação química de tal mistura para poder constatar se é de fato uma reação química. Por meio dos dados na parte B, ocorreu a verificação de diferentes tipos de precipitado através de sua forma e tempo de sedimentação, que pode ser evidenciado por reações químicas. Além disso, mostrando que uma sedimentação mais demorada resulta em partículas extremamente pequenas. Analisando as reações ocorridas na parte C, foi verificada a liberação de dois tipos diferentes de gases e energia, além da formação de diferentes bolhas dependendo do gás liberado. Já na parte D pode-se ver reações de oxi-redução, na qual no primeiro tubo pode-se analisar a liberação do gás oxigênio(O2), além da mudança de cor na solução causada pela redução do ion de pergamanato. No segundo tubo pode-se verificar a mudança de coloração devido ao produto Na2CuCl4(s) formado, e a reação de oxi- redução com a bolinha de alumínio (Al) sendo oxidada e o íon de cobre Cu sendo reduzido. Por fim, no ultimo tubo ocorreu a formação do espelho de prata que foi ocasionado devido a adição de glicose na reação, que por ser um aldeído se oxida a um acido carboxílico ao entrar em contato com a diaminprata (Ag(NH3)2 + ) formada, ocorrendo a redução da prata que irá se depositar nas paredes do tubo. 15 8.0 ANEXOS Figura 2 Solução de K2CrO4 + H2SO4 Figura 1 Solução de CuSO4 + Fe2(SO4)3 Figura 3 Solução de CuSO4 + NH4OH Figura 6 Reação de Mg + HCl Figura 4 Precipitados B1, B2, B3 E B4 Figura 5 Reação entre NaHCO3 + HCl 16 Figura 4 Precipitados B1, B2, B3 e B4 Figura 5 Reação de NaHCO3 + HCl Figura 7 Solução de KMnO4 + H2SO4 Figura 8 Solução de KMnO4 + H2SO4 + H2SO4 Figura 9 Solução de CuSO4 + NaCl Figura 10 Aluminio se oxidando na solução de CuSO4 + NaCl Figura 11 Precipitado de AgOH Figura 12 Espelho de prata formado 17 9.0 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS RIBEIRO, Roberto; BOCCHI, Nerilso; ROCHA, Romeu; MACHADO, Patrícia, Introdução a química experimental. São Carlos: Editora da Universidade Federal de São Carlos, 2014. SKOOG, D.A.: WEST, D.M.; HOLLER,F.J.; CROUCH,S.R. Fundamentos de Química Analítica. 8. ed. São Paulo: Thomson Learning, 2007. BROWN, T. L; LeMAY, Jr, H.E.; BURSTEN, B.E.; BURDGE, J.R. Química a Ciência Central. 9ª ed. Porto Alegre: Bookman, 2006.
Compartilhar