Preparação e Propriedades do Carbonato de Sódio e do

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Universidade Estadual de Maringá
Centro de Ciências Exatas
Departamento de Química
3° Prática
Preparação e Propriedades do Carbonato de Sódio e do
Bicarbonato de Sódio
 (Exercícios de aprendizado)
 Docente:
 Discentes:
 
Maringá, outubro de 2019.
PRÁTICA NÚMERO 3
a. Calcinação do Na2CO3(s) e do NaHCO3(s):
Quando aqueceu o bicarbonato de sódio notou-se uma mudança no sólido, além de a formação de gotículas dentro do tubo em aquecimento, ocorrendo a seguinte reação:
REAÇÃO 1:
2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)
 A reação borbulhou dentro da solução de água de cal, formando: 
REAÇÃO 2:
Ca(OH)2(l) + CO2(g) CaCO3(aq) + H2O(l)
Ao aquecer o carbonato de sódio notou-se a formação de um gás na solução de Ca(OH)2, semelhante ao experimento anterior, porém, sem a formação de gotículas:
REAÇÃO 3:
Na2CO3(s) Na2O(s) + CO2(g)
Ca(OH)2(l) + CO2(g) CaCO3(aq) + H2O(l)
Nos dois casos a solução de água de cal ficou turva na cor branca.
b. Comportamento do Na2CO3(s) e do NaHCO3(s) em meio ácido:
Ao adicionar o ácido clorídrico sobre o carbonato de sódio, a reação não apresentou coloração, foi possível notar um aborbulhamento no tubo de ensaio por um período, em seguida parou.
REAÇÃO 4:
Na2CO3(s) + HCl(l) NaCl(aq) + H2O(l) + CO2(g)
 Quando adicionado o ácido clorídrico sobre o bicarbonato de sódio, ocorreu o mesmo que na reação anterior, permanecendo incolor e apresentando uma efervescência, após um período cessou.
REAÇÃO 5:
NaHCO3(s) + HCl(l) NaCl(aq) + H2O(l) + CO2(g)
c. Hidrólise do Na2CO3(s):
REAÇÃO 6:
 Ao adicionar o Carbonato de Sódio no tubo que continha a solução de Sulfato de Alumínio, observou-se a formação de um sólido branco, que precipita.
A equação que estabelece a reação pode ser escrita como:
Al2(SO4)3 + 2H2O H2CO3 + 2NaOH
 A base forte formada por essa reação irá reagir com o sulfato de alumínio:
Al(SO4)3 + 6NaOH 2Al(OH)3 + 3Na2SO4
d. Determinação da pureza do Na2CO3 comercial
Quando o balão volumétrico é colocado na posição vertical, o Na2CO3 entra em contato com a solução de HCl, promovendo então a formação de gás carbônico. A proveta encontrava-se com o menisco em 214 mL, após borbulhar o gás o menisco foi para o volume de 128 mL
A reação que ocorreu que ocorreu no meio pode ser descrita da seguinte forma:
REAÇÃO 7:
Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + CO2 + H2O
· Determinação da pureza do Na2CO3 através do volume de CO2 liberado:
Reação: Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + CO2 + H2O
Antes do experimento acontecer: Patm= PH2O(l) + PH2O(g)
Depois que o experimento aconteceu: Patm= PH2O(l) + PH2O(g) + PCO2
Rearranjando a relação anterior: PCO2= Patm - PH2O(l) - PH2O(g)
Encontrando as incógnitas:
Patm= 760 mmHg
PH2O(l)= 18,75 mmHg
PH2O(g)= 24,0 mmHg (em 30º)
Equação 01:
PCO2= 760 – 18,75 – 24,0
PCO2= 717,25 mmHg
 Considerando que o CO2(g) comporta-se como um gás ideal e aplicando a Lei dos Gases Ideais, temos que:
PV= nRT
Sabemos que:
PCO2= 717,25 mmHg
V= 86 ml = 0,086 L
R= 62,3 mmHg
T= 303 K 
Equação 02:
717,25 x 0,086 = n x 62,3 x 303
n= 0,0032 mols
Sabendo-se que a massa molar do Na2CO3= 106g/mol e do CO2= 44,01g/mol. No experimento foi utilizado 0,5g de Na2CO3:
Equação 03:
106g de Na2CO3 ----------- 44,01g CO2 
0,5g de Na2CO3 --------------- X g de CO2
X= 0,2075g de CO2 (valor teórico, caso o fosse Na2CO3 100%)
Portanto,
Equação 04:
0,2075 ---------- para 100% puro
0,086 ---------- para X % puro
X= 41,1% (pureza do Na2CO3 utilizado)
Exercícios: 
1) Descreva o processo Solvay e o processo Leblanc de produção do Na2CO3.
	O processo de Solvay consiste num método industrial de produção de carbonato de sódio (Na2CO3) a partir do carbonato de cálcio (CaCO3), cloreto de sódio (NaCl) e de amoníaco (NH3), primeiramente é feito o aquecimento do carbonato de cálcio, formado óxido de cálcio (CaO) e dióxido de carbono (CO2), que em seguida é borbulhado em uma solução de cloreto de sódio em amoníaco, convertendo-se em hidrogenocarbonato de amónio (NH4HCO3). O hidrogenocarbonato de amónio forma com o cloreto de sódio o hidrogenocarbonato de sódio (NaHCO3), quando aquecido o hidrogenocarbonato de sódio forma água, dióxido de carbono e carbonato de sódio. Para recuperar o amoníaco o óxido de cálcio formado é utilizado para produzir o amoníaco a partir do cloreto de amônio. [1] 
	O processo Leblanc, consiste primeiro na reação do cloreto de sódio com ácido sulfúrico gerando sulfato de sódio (Na2SO4) e a liberação do ácido clorídrico, em seguida o sulfato de sódio é misturado com carbonato de cálcio e levado a combustão, utilizando o combustível coque, formando carbonato de sódio e dióxido de carbono que reduz o sulfato a sulfeto de cálcio (CaS).
2) Cite 3 usos industriais do Na2CO3. 
O carbonato de sódio é muito utilizado nas indústrias para produção de vidro, papel, raiom, sabões e detergentes. 
3) Cite 3 usos industriais do NaHCO3. 
 É utilizado na indústria farmacêutica como antiácido (por ser uma substância alcalina, neutraliza o excesso de ácidos no estômago); 
Na indústria alimentícia é usado como agente levedante ,na produção de bebidas gasosas (por ter capacidade de liberar CO2 gasoso) ,usado também para preservar a manteiga; 
É utilizado como auxiliar de produtos de limpeza tanto em ambientes como roupas, por ter ação anti-mofo, anti-manchas e ajudar a eliminar o mau cheiro é usado também em talcos e desodorantes; 
E é um dos principais componentes dos extintores de incêndio de pó químico.
4) Nos extintores de incêndio utiliza-se o NaHCO3 ao invés de Na2CO3. Por quê? 
 Ambos reagem com HCl formando CO2 porém usamos NaHCO3 ,pois Na2CO3 pode decompor em Óxidos de carbono, Óxidos de sódio que são tóxicos. 
5) Escreva a reação de hidrólise do carbonato de sódio. Porque se usa sulfato de alumínio no procedimento usado no laboratório? 
As reações de hidrólise do carbonato de sódio podem ser escritas como:
Al2(SO4)3 + 2H2O H2CO3 + 2NaOH
A base formada irá reagir com o sulfato de alumínio:
Al(SO4)3 + 6NaOH 2Al(OH)3 + 3Na2SO4
Utiliza-se sulfato de alumínio em laboratório, pois quando o hidróxido de sódio em meio aquoso reage com o sulfato, produz hidróxido de alumínio, que é insolúvel em meio aquoso, confirmando a presença de íons hidróxido e confirmando a hidrólise.
6) Calcule a pureza do CaC2(s) sabendo-se que 1,5 g desse composto foi capaz de deslocar o menisco da proveta (Pw) em 35,5 cm (ou 355 mm). Obs: o experimento foi feito a uma temperatura ambiente de 25°C. Volume gás liberado = 78 cm3. 
Reação: CaC2 + 2H2O Ca(OH)2 + C2H2(g)
Antes do experimento acontecer: Patm= PH2O(l) + PH2O(g)
Depois que o experimento aconteceu: Patm= PH2O(l) + PH2O(g) + PC2H2
Rearranjando a relação anterior: PC2H2= Patm - PH2O(l) - PH2O(g)
Encontrando as incógnitas:
Patm= 760 mmHg
PH2O(l)= 18,75 mmHg
PH2O(g)= 17,9 mmHg (em 25º)
Equação 01:
PC2H2= 760 – 18,75 – 17,9
PC2H2= 723,35 mmHg
 Considerando que o C2H2(g) comporta-se como um gás ideal e aplicando a Lei dos Gases Ideais, temos que:
PV= nRT
Sabemos que:
PC2H2= 723,35 mmHg
V= 0,078 L
R= 62,3 mmHg
T= 298 K
Equação 02:
723,35 x 0,078 = n x 62,3 x 298
n= 0,0030 mols
Sabendo-se que a massa molar do CaC2= 64g/mol e do C2H2= 26g/mol. E que a massa de C2H2 desprendida foi de 0,078 g (0,0030 x massa molar do C2H2= 0,078g).
No experimento foi utilizado 1,5g de CaC2:
Equação 03:
64g de CaC2 ----------- 26g de C2H2 
1,5g CaC2 --------------- X g de C2H2
X= 0,60g de C2H2 (valor teórico, caso o CaC2 fosse 100% puro)
Portanto,
Equação 04:
0,60 ---------- para 100% puro
0,078 ---------- para X % puro
X= 13%
7) Cite 4 métodos de determinação da pureza de uma substância (ver livro Semishin, p. 54-57).
Medindo a densidade, aquecendo para evaporar a água se a substância for higroscópica, volume de gás liberado dentro de uma coluna com solução aquosa e através de cálculos através de graus de pureza dos reagentes que é a relação entre a massa da substância pura e a massa total da amostra.Bibliografia 
[1] https://www.infopedia.pt/$processo-solvay