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UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO - UFMA CENTRO DE CIÊNCIAS SOCIAIS, SAÚDE E TECNOLOGIA - CCSST CURSO DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS DISCIPLINA: QUÍMICA ANALÍTICA QUALITATIVA DOCENTE: PAULO ROBERTO DA SILVA RIBEIRO DATA DA PRÁTICA: 10/10/19 AMANDA ANIELLE REIS SILVA MATHEUS DOS REIS BRITO JULIANA DA SILVA BARROSO YASMIM MENEZES DO NASCIMENTO PRÁTICA 6: EQUILÍBRIO DE SOLUBILIDADE IMPERATRIZ-MA 2019 RESUMO A prática consiste no propósito de descrever os testes de solubilidade do Nitrato de prata, Sulfato de cobre e do Cloreto de bário, com o objetivo de analisar o equilíbrio de solubilidade, observando as reações, ou seja, o equilíbrio de precipitação e dissolução de compostos poucos solúveis, a causa da mesma e os fatores de solubilização, ou seja, variáveis que afetam a solubilização. Realizou-se a adição de diversas soluções em solução de cloreto de bário verificando a formação ou não de precipitado e testando a reversibilidade destas soluções. 1. INTRODUÇÃO A solubilidade depende de várias circunstâncias, tais como: temperatura, pressão, concentração de outros materiais na solução e composição do solvente. De maior importância é a variação da solubilidade de acordo com a temperatura. De modo geral, pode-se dizer que a solubilidade dos precipitados aumenta com a temperatura, a não ser em casos especiais (como o sulfato de cálcio), onde ocorre o oposto (VOGEL; AFONSO, 2000). Muitas reações são reversíveis, ou seja, os produtos podem reagir entre si para formar novamente os reagentes. Nesses casos, temos a reação direta (reagente virando produto) e a reação inversa (produto virando reagente). À medida que a reação direta começa a ocorrer, a concentração dos produtos começa a aumentar. Portanto, a velocidade da reação inversa também aumenta (de acordo com a Lei de Ação das Massas. Mais explicações no resumo de cinética). O equilíbrio é o momento no qual a velocidade da reação inversa iguala-se à velocidade da reação direta. Quando a reação alcança o equilíbrio ela parece parar, pois não se observa mais alterações no sistema. É importante compreender que na verdade a reação não parou: a falta de alterações no sistema deve-se ao fato de a velocidade da reação inversa ser igual à da direta, ou seja, logo que se formam novos produtos eles são consumidos para formar os reagentes, de modo que as concentrações de produtos e reagentes permanecem constantes. Em outras palavras, o equilíbrio químico é dinâmico quando está constantemente ocorrendo reações (ATKINS, 2003). A constante de equilíbrio é uma grandeza que relaciona as quantidades de produtos e reagentes no equilíbrio segundo o Princípio de Le Chatelier, quando ocorre alguma perturbação em um sistema em equilíbrio, o sistema tende a formar produtos ou reagentes de modo a minimizar a perturbação. (MOORE, 1976). 2. OBJETIVO Estudar o equilíbrio químico precipitação/solubilização de algumas substâncias e observar onde haveria a precipitação e analisando os fatores para que cooperem para o mesmo. 3. MATERIAIS 3.1 Vidrarias: ▪ Tubos de ensaios ▪ Béquer de 50 mL ▪ Pipeta graduada 5 mL – (Incerteza: ± 0,1) 3.2 Utensílios: ▪ Papel Toalha ▪ Pisseta com água destilada ▪ Pipeta de Pasteur ou conta-gotas 3.3 Reagentes: ▪ Nitrato de Prata (AgNO3) 0,1 mol/L-1; ▪ Cloreto de sódio (NaCl) 0,1 mol/L-1; ▪ Hidróxido de amônio (NH4OH) 0,1 mol/L-1; ▪ Sulfato de cobre (CuSO4) 0,1 mol/L-1; ▪ Solução saturada de Cloreto de bário (33 g de BaCl2.2H2O em 100 mL); ▪ Solução de saturada de Cloreto de Amônio (26 g de NH4Cl em 100 mL); ▪ Solução saturada de cloreto de sódio (31g de NaCl em 100 mL); ▪ Solução saturada de cloreto de cálcio (40g de CaCl2, anidro em 100mL); ▪ Ácido clorídrico concentrado (HCl) – ANIDROL 37,5% 4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 4.1 Equilíbrio de precipitação e dissolução de compostos pouco solúveis 4.1.1 Reações com íons Ag+: Em um tubo de ensaio adicionou-se 0,5 mL de água destilada e acrescentou-se 2 gotas de solução de nitrato de prata 0,1 mol/L-1 e 2 gotas de solução de cloreto de sódio 0,1 mol/L-1. Subsequentemente agitou-se e observou-se se houve reações, em seguida adicionou-se gotas em excesso de hidróxido de amônio 1,0 mol/L-1 e observou-se o que ocorreu. 4.1.2 Reações com íons Cu2+: Em um tubo de ensaio adicionou-se 0,5 mL de água destilada e acrescentou-se 2 gotas de solução de sulfato de cobre 0,1 mol/L-1 e 2 gotas de solução de hidróxido de amônio 0,1 mol/L-1. Subsequentemente agitou-se e observou-se se houve reações, em seguida adicionou-se gotas em excesso de hidróxido de amônio 1,0 mol/L-1 e observou-se o que ocorreu. Em outro tubo de ensaio adicionou-se 0,5 mL de água destilada e acrescentou-se 2 gotas de solução de sulfato de cobre 0,1 mol/L-1 e 2 gotas de solução de hidróxido de sódio0,1 mol/L-1 Posteriormente agitou-se e observou-se se houve reações, em seguida adicionou-se gotas em excesso de hidróxido de amônio 1,0 mol/L-1 e observou-se o que ocorreu. 4.2 Equilíbrio precipitação/Solubilidade BaCl2 Pegou-se quatro tubos de ensaio, numerados de 1 a 4, e adicionou-se em cada tubo 1 mL de solução saturada de cloreto de bário, em seguida, adicionou-se gota a gota das seguintes soluções: TUBO SOLUÇÃO 1 Ácido clorídrico concentrado 2 Solução saturada de cloreto de sódio 3 Solução de cloreto de cálcio 4 Solução saturada de cloreto de amônio Com um total de 10 gotas agitou-se e observou-se o início da formação de um precipitado de cloreto de bário, verificou-se a reversibilidade do equilíbrio, adicionando água destilada em pequenas porções e com agitação nos tubos que apresentaram o precipitado, até a dissolução completa do mesmo. 5. RESULTADOS E DISCURSSÕES 5.1 Equilíbrio de precipitação e dissolução de compostos pouco solúveis 5.1.1 Reações com íons Ag+: No tubo com H2O destilada + 2 gotas de AgNO3 houve formação de um precipitado ao adicionar mais 2 gotas de NaCl o precipitado dissolveu formando um corpo de fundo. Em seguida adicionou-se hidróxido de amônio em excesso observou-se a reversibilidade da solução. A reação é dada por: AgNO3(aq) + NaCl(s) →AgCl(s) + NaNO3(aq) 5.1.2 Reações com íons Cu2+: No tubo com H2O destilada + 2 gotas de CuSO4 não houve alteração ao adicionar mais 2 gotas de NH4OH houve a formação de um precipitado e alteração na coloração de incolor para azul. Em seguida adicionou-se hidróxido de amônio em excesso observou-se a reversibilidade da solução. A reação é dada por: CuSO4(aq)+ NH4OH(aq) → Cu(OH)2(s) + NH3SO4(aq) Já no tubo com H2O destilada + 2 gotas de CuSO4 não houve alteração ao adicionar mais 2 gotas de NaOH houve a formação de um precipitado. Em seguida adicionou-se hidróxido de amônio em excesso observou-se a reversibilidade da solução. A reação é dada por: CuSO4(aq)+ NaOH(aq) → Na2SO4(aq) + Cu(OH)2(s) 5.3 Equilíbrio precipitação/solubilidade bacl2 Ao adicionar 10 gotas das seguintes soluções obteve os seguintes resultados: TUBO SOLUÇÃO REAÇÃO 1 Ácido clorídrico concentrado Formação de um precipitado branco turvo com duas fases, corpo de fundo solido e sobrenadante incolor. Solução supersaturada. 2 Solução saturada de cloreto de sódio Solução saturada sem alterações/reações. 3 Solução de cloreto de cálcio Solução saturada precipitado tamanho coloidal. 4 Solução saturada de cloreto de amônio Solução saturada sem alterações/reações. Logo após adicionou-se água destilada nas soluções anteriores e obtendo: TUBO SOLUÇÃO REAÇÃO 1 Ácido clorídrico concentrado + H2O destilada O precipitado dissolveu, tornando visível a solubilidade e reversibilidade da reação. 2 Solução saturada de cloreto de sódio + H2O destilada Continuou no equilíbrio de saturação, não ocorre solidificação. 3 Solução de cloreto de cálcio + H2O destilada Continuou no equilíbrio desaturação, não ocorre solidificação. 4 Solução saturada de cloreto de amônio + H2O destilada Continuou no equilíbrio de saturação e houve uma pequena formação de precipitado. Nas soluções que não houve alterações e não ocorreram reações se deu por conta que as soluções usadas eram saturadas, com exceção da solução de HCl que era concentrada, ou seja, não ocorre reação com duas soluções saturadas. 6. CONCLUSÃO Com está prática observou-se, que são diversos os fatores que influenciam na solubilidade de um composto, principalmente a polaridade e a adição de outros compostos, entretanto, as soluções com solubilidades totais e parciais, por diferentes fatores levaram a compreensão de que cada composto possui uma solubilidade particular, com seus fatores adjacentes e em diferentes soluções, podendo ser reversível adicionando outras substâncias ou não. REFERÊNCIAS VOGEL, A. I.; AFONSO, J. C. Análise química quantitativa. Grupo Gen-LTC, 2000. 8521625790. ATKINS, P. Físico-química: fundamentos. 3ª. Edição. Rio de Janeiro. LTC Editora, 2003. MOORE, Walter J. traduzido por JORDAN, Tvo. Físico-química. Edgard Blucher: São Paulo, 1976. 4° edição. APÊNDICE I. IMAGENS Figura 1. Reação de Ag+ e Cu+ Figura 2. Equilíbrio, precipitação e solubilidade de BaCl2 II. EXERCÍCIOS 1°) Qual a condição necessária para a precipitação do cloreto de prata? Apresente a equação de equilíbrio e a expressão da constante de solubilidade (Kps). As reações de precipitação caracterizam-se pela formação de um precitado sólido pouco solúvel, a partir de uma solução aquosa de duas substâncias. A solubilidade do cloreto de prata é igual à quantidade da concentração dos íons cloreto e íons pratos dissolvido na solução do cloreto de prata. Uma quantidade excedente dos íons cloreto e prata da concentração do cloreto de prata irá possibilitar a precipitação. AgCl → Ag+ + Cl- Kps = [Ag+]x[Cl-] / [AgCl] 2º) Discuta a dissolução do precipitado de AgCl em função da adição de hidróxido de amônio. Apresente as equações do equilíbrio de precipitação e de complexação, e determine a constante de equilíbrio simultâneo. Como já descrito no relatório acontecerá o seguinte: O cloreto de prata, que foi formado na reação, é insolúvel em água por consequência disso ele precipitou-se no fundo do béquer. Como na solução foi acrescentada solução saturada de hidróxido de amônio teremos a seguinte reação: AgCl + 2NH4OH --> Ag(NH3)2Cl + 2H2O Forma-se um cátion complexo o diamin-prata Ag(NH3)21+ cujo sal cloreto de diamin é solúvel, então se acrescentar NH4OH na reação de precipitação anterior o precitado de AgCl acabará por se solubilizar. 3º) Apresente a equação iônica dos equilíbrios estudados no desenvolvimento da aula prática. AgNO3 + NaCl → AgCl + NaNO3 AgCl + 2NH4OH --> Ag(NH3)2Cl + 2H2O CuSO4 + NH4OH → Cu(OH)2 + NH3SO4 Cu(OH)2 + 4NH4OH --> [Cu(NH3)4]2+ BaCl2 + HCl → BaCl2 + HCl BaCl2 + NaCl → BaCl2 + NaCl BaCl2 + CaCl2 → BaCl2 + NaCl2 BaCl2 + NH4Cl → BaCl2 + NH4Cl 4º) Quais equações estudadas são reversíveis? AgCl Ag+ + Cl- - Reversível por adição de base. BaCl2 (s) Ba2+ (aq)+ 2Cl- (aq) – Reversível por hidrolise. 5º) Explique por que somente em alguns dos casos estudados observou-se a precipitação de cloreto de bário? Como já descrito no relatório, O Kps de um metal varia de acordo com o pH, tendo assim um pH "ideal" para sua precipitação, onde o Kps é menor. O que acontece neste exemplo é que o Kps do Cloreto de bário em meio ácido é menor do que em meio básico, havendo assim sua precipitação quando adicionamos HCl (por tornar o pH mais ácido).
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