RELATORIO INORGÂNICA ELEMENTOS DO GRUPO 13

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Sumário
1.:Resumo.........................................................................................................02
2.:Introdução....................................................................................................03
3.:Objetivos......................................................................................................07	
3.1.:Objetivo Geral.............................................................................................07
3.2.:Objetivos Específicos..................................................................................07
4.:Procedimento Experimental.......................................................................08
4.1.:Materiais.....................................................................................................08
4.2.:Metodos......................................................................................................08
4.2.1.:Tabela 1..................................................................................................08
4.2.2.:ESQUEMA 1............................................................................................08
4.2.3.:Tabela 2.................................................................................................09
5.:Resultados e Discussões...........................................................................09
5.1.:ESQUEMA 1.:............................................................................................09
5.2.:Etanol.........................................................................................................09
5.3.:Butanol......................................................................................................10
5.4.:t-Butanol....................................................................................................10
5.5.:Etilinoglicol...............................................................................................11
5.6.:Sacarose....................................................................................................11
5.7.:Cloreto de sódio.......................................................................................12
5.8.:Tabela 3.....................................................................................................12
5.9.:Tabela 4.....................................................................................................12
6.:Conclusão....................................................................................................13
7.:Referências..................................................................................................14
1.: Resumo
O dado relatório apresenta uma breve introdução acerca das características dos elementos do grupo 13. Desse modo, daremos enfoque ao elemento Boro, do qual discutiremos sobre sua solubilidade, coloração no teste de chamas e as reações realizadas.
2.: Introdução 	
	Os elementos do grupo 13 são amplamente utilizados para a fabricação de diversos materiais utilizados e presentes no dia a dia de muitas pessoas. Por exemplo, para a construção de rubis artificiais a base de óxidos de alumínio (Al2O3) que são usualmente utilizados como importantes componentes de lasers, assim como semicondutores a base de gálio e índio. [1] Já os boratos, são amplamente utilizados para a fabricação de fibras de vidro, isolantes, classe têxtil, pirex resistente ao calor entre outros vidros com dilatação térmica relativamente baixa. [2] Além de sua aplicação em materiais, o boro e utilizado em reações orgânicas de acoplamento cruzado do tipo Suzuki, como demonstrado por Carolina M. Nunes e Adriano L. Monteiro (2007). [3]
Há uma divergência entre as características dos elementos do grupo 13, representados em FIGURA 1, seja ela morfológica ou química. Por exemplo, o boro e o único não metal presente no grupo, o alumínio e um metal que apresenta características químicas similares ao boro, o restante dos elementos são metais com características distintas. Além disso e notório a presença dos números de oxidação +3 e +1 nos elementos do grupo, com exceção do boro que não apresenta o número de oxidação +1. [1] 
Dando ênfase ao boro 
Figura 1: Elementos do grupo 13 [1]
3.: Objetivo
3.1. Objetivo Geral
Demonstrar a solubilidade do ácido bórico tanto em agua quente quanto a temperatura ambiente e posteriormente executando em testes de chama a observação da coloração e a presença de um composto volátil ao utilizar metanol, ácido sulfúrico e tetraborato de sódio.
3.2. Objetivos Específicos
4.: Procedimento Experimental.
4.1. Materiais
· Água destilada (solvente)
· Espátula metálica 
· Tubo de ensaio
· Bico de Bunsen
· Garra de madeira
· Ácido Sulfúrico concentrado (H2SO4)
· Fenolftaleína
4.2. Métodos
4.2.1. Tabela 1: Solubilidade/misicibilidade de compostos orgânicos em vários solventes
	Solvente
	Nome do
Composto
	Fórmula molecular
	
Água
	
Hexano
	
Acetona
	Etanol
	CH3CH2OH
	?
	?
	?
	Butanol
	CH3CH2CH2CH2OH
	?
	?
	?
	t-Butanol
	(CH3)3COH
	?
	?
	?
	Etilenoglicol
	CH2OHCH2OH
	?
	?
	?
4.2.2. ESQUEMA 1: Testes de Solubilidade/Miscibilidade
 1. Colocaram-se doze tubos de ensaio em um suporte, onde se adicionou 20 gotas separadamente de cada solvente em três tubos de ensaio para cada soluto, com vidros gotejadores, (totalizando 12 tubos) [tabela 1].
2. Adicionou-se lentamente com o auxílio de um conta gotas, 10 gotas de cada soluto para cada tubo de ensaio, ou seja, adicionou-se 10 gotas de etanol ao tubo de ensaio que continha água e o mesmo para o hexano e acetona. Periodicamente fez-se o mesmo com os outros solutos.
3. Após adicionar os solutos aos solventes, com o auxílio de um bastão de vidro agitou-se a mistura, e podem-se observar quais solutos eram miscíveis e imiscíveis.
4.2.3. Tabela 2: Solubilidade da sacarose e cloreto de sódio em alguns solventes
	Solvente
	Nome do
composto
	Fórmula
molecular
	Água
	Hexano
	Acetona
	Etanol
	Sacarose
	C12H22O11
	?
	?
	?
	?
	Cloreto de
sódio
	NaCl
	?
	?
	?
	?
4. Com uma espátula metálica, colocou-se uma pequena ponta de sacarose em 4 tubos de ensaio, adicionou-se os solventes relacionados [tabela 2].
5. Repetiu-se o mesmo procedimento, contudo usou-se no lugar da sacarose, como soluto, o cloreto de sódio [tabela 2].
5. Resultados e Discussões
5.1.: ESQUEMA 1: Testes de Solubilidade/Miscibilidade 
Obs.: É importante resaltar que a temperatura do ambiente pode afetar a miscibilidade dos compostos utilizados. Os testes foram realizados em um ambiente a 190C.
5.2.: Etanol (CH3CH2OH):
1. Etanol + Água: Ao realizar essa adição pode-se verificar que o soluto, etanol, não se verifica fases. Portanto há miscibilidade, pois assim como todos os alcoóis, o etanol possui uma hidroxila (OH), havendo desse modo uma interação de ponte de hidrogênio, ou seja, um hidrogênio ligado a um oxigênio. Portanto, diz-se que o etanol possui uma parte polar localizada na hidroxila e outra apolar contida em sua cadeia carbônica. Contudo ao verificar a cadeia carbônica do mesmo, poderá perceber que é pequena, ou seja, a área de contato entre as suas moléculas é menor, favorecendo as interações entre estas moléculas e a água. A parte polar do composto sobrepõe-se a parte apolar, e como a água é um solvente polar, conclui-se que o etanol e a água são miscíveis, pois suas moléculas conseguem estabelecer fortes interações intermoleculares.
2. Etanol + Hexano: Como o hexano é um solvente apolar e o etanol polar, pode-se afirmar que são imiscíveis, pois não seguem a regra do “semelhante dissolve semelhante”, descrita por Peter Atkins e Loretta Jones no livro-Princípio de química: questionamento sobre a vida moderna e o meio ambiente-.
3. Etanol + Acetona: Com base na interação intermolecular dipolo – dipolo a acetona por apresentar oxigênio que é um elemento muito eletronegativo possui um momento dipolo diferente de zero, portanto afirma-se que a mesma é polar e, como já dito, o etanol é um soluto polar, portanto há miscibilidade.
5.3.: Butanol (CH3CH2CH2CH2OH)
4. Butanol+ Água: Tratando se de um álcool com cadeia carbônica grande, 4 carbonos, considera-se o mesmo como um composto apolar, pois sua parte polar presente na hidroxila (OH) não se sobrepõe a cadeia carbônica. Desse modo ao adicionarmos um solvente polar, água, é possível verificar fases.
5. Butanol + Hexano: Como, tanto o hexano quanto o butanol apresentam cadeia carbônica grande, sem ramificações, são considerados apolares, havendo, portanto, miscibilidade.
6. Butanol + Acetona: Pelo fato da acetona ser um solvente polar, por ser miscível em água e possuir um momento dipolo diferente de zero, é polar, em contrapartida o butanol é um composto apolar, portanto, não há miscibilidade. 
5.4.: t-Butanol ((CH3)3COH)
7. t-Butanol + Água: Diferentemente do butanol que não apresenta ramificações em sua cadeia carbônica, o t-butanol possui uma ramificação metil no segundo carbono, portanto possuindo uma cadeia carbônica pequena o mesmo é considerado polar, desse modo há miscibilidade com o solvente envolvido.
8. t-Butanol + Hexano: Acrescentar um solvente apolar como o hexano a um soluto polar, t-butanol, verifica-se a presença de fases, concluiu-se portanto que não há miscibilidade.
9. t-Butanol + Acetona: Pelo fato de adicionarmos um solvente polar a um soluto polar, é possível observar que não há fases presentes, portanto, conclui-se que há miscibilidade entre o composto orgânico e o solvente.
5.5.: Etilonoglicol (CH2OHCH2OH)
10. Etilonoglicol + Água: O etilenoglicol é um composto polar, pois o mesmo é solúvel em água em qualquer proporção, portanto seguindo a regra do “semelhante dissolve semelhante” conclui-se que há miscibilidade.
11. Etilonoglicol + Hexano: Miscível. 
12. Etilonoglicol + Acetona: Por haver um composto orgânico polar e um solvente polar, segundo a regra do “semelhante dissolve semelhante”, não se verificam fases, portanto, trata-se de uma miscibilidade.
Após tais afirmações, montou-se uma tabela contendo os resultados obtidos sobre a miscibilidade dos solventes em alguns compostos orgânicos [tabela 3].
5.6.: Sacarose (C12H22O11)
13. Sacarose + Água: Tanto as moléculas de água, como as da sacarose apresentam átomos de oxigênio ligados a átomos de hidrogênio, formando grupos (─ O ─ H). Isso demonstra que entre as moléculas de água e as de açúcar há interações intermoleculares de ligações de hidrogênio(pontes de hidrogênio).
14. Sacarose + Hexano:	Como o hexano é um solvente apolar, a sacarose é insolúvel nesse meio.
15. Sacarose + Acetona: Insolúvel		 
16. Sacarose + Etanol: Insolúvel 
5.7.: Cloreto de sódio (NaCl)
17. Cloreto de sódio + Água: Particularmente há uma interação que ocorre apenas em soluções, como em sal + água. O cloreto de sódio, NaCl, é um composto iônico que apresenta dois tipos de íons: Na+ e Cl-, quando o mesmo entra em contato com a água ocorre a dissociação 
18. Cloreto de sódio + Hexano: Insolúvel.
19. Cloreto de sódio + Acetona: Insolúvel.
20. Cloreto de sódio + Etanol: Insolúvel.
Por fim, é possível resumir os resultados em uma tabela, organizada da seguinte forma:
5.8. Tabela 3: Solubilidade/misicibilidade de compostos orgânicos em vários solventes
	Solvente
	Composto
	Fórmula Molecular
	Fórmula Estrutural
	Polaridade
	Água
	Hexano 
	Acetona
	Etanol
	CH3CH2OH
	
	Polar
	M
	I
	M
	Butanol
	CH3CH2CH2CH2OH
	
	Apolar
	I
	M
	I
	t-Butanol
	(CH3)3COH
	
	Polar
	M
	I
	M
	Etilenoglicol
	CH2OHCH2OH
	
	Polar
	M
	M
	M
Legenda: < M: Miscível e I: Imiscível > 
5.9. Tabela 4: Solubilidade da sacarose e cloreto de sódio em alguns solventes
	Nome do Composto
	Fórmula Molecular
	Fórmula Estrutural
	 Solvente
	
	
	
	Água
	Hexano
	Acetona
	Etanol
	Sacarose
	C12H22O11
	
	S
	I
	I
	I
	Cloreto de sódio
	NaCl
	NaCl
	S
	I
	I
	I
Legenda: < S: Solúvel e I: Insolúvel >
6. Conclusão
A partir dos experimentos realizados, foi possível verificar, que as interações intermoleculares são um fator de grande importância para verificar a misicibilidade e solubilidade de solutos sólidos e líquidos em certos compostos orgânicos. Assim como foi observado que o tamanho da cadeia carbônica pode interferir na polaridade de certos compostos, como visto em relação ao butanol e ao t-butanol [5.3, 5.4] que apesar de possuírem a mesma fórmula molecular, demonstram comportamentos distintos de dissolução na água, por conta da cadeia carbônica, pois, o butanol apresenta uma cadeia carbônica maior, que se sobrepõe a parte polar localizada na hidroxila (OH) onde ocorre a interação intermolecular de ligações de hidrogênio, portanto, ao adicionarmos um solvente polar como a água no butanol não há miscibilidade, pois segundo a regra “semelhante dissolve semelhante” compostos polares não são miscíveis e nem solúveis em apolares, contudo, em relação t-butanol que apresentar uma ramificação ( metil-2) sua cadeia carbônica é menor, desse modo a parte polar (OH) faz com quem o mesmo seja miscível em água e acetona, polar. Outra forma de interação intermolecular observada foi a dipolo-dipolo que ocorre com a acetona, que por apresentar uma ligação com o oxigênio que é um elemento muito eletronegativo, ao desenhar a “flecha de eletronegativade” entre o carbono ligado ao oxigênio secundário, verifica-se que o momento dipolo é diferente de zero, portanto, é definida como um composto polar, que é muito miscível em água. Em relação ao etilenoglicol o mesmo possui um propriedade específica em relação á água, pois o mesmo pode ser adicionado como soluto em qualquer volume que mesmo assim será miscível no solvente, água.
	
	
	
	
7. Referências
1. Housecroft, Catherine E., 1955-. Química inorgânica / Catherine E. Housecroft e Alan G. Sharpe; tradução Edilson Clemente da Júlio Carlos Afonso e Oswaldo Esteves Barcia. – 4. ed. – Rio de Janeiro: LTC, 2013.P. 335-337.
2. Woods, W. G. (1994). An introduction to boron: history, sources, uses, and chemistry. Environmental Health Perspective, 5–11. doi:10.1289/ehp.94102s75 
3. Nunes, CM, & Monteiro, AL (2007). Reação de acoplamento cruzado Suzuki catalisada por Pd do bromostilbeno: idéias sobre a natureza das espécies de boro. Jornal da Sociedade Brasileira de Química, 18 (7), 1443-1447. doi: 10.1590 / s0103-50532007000700021 
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