Relatorio Acido CLoridrico e Halogenios

Relatorio Acido CLoridrico e Halogenios

Engenharia Química

Preparação de Ácido Clorídrico e Obtenção dos Halogênios

Daiane Menezes

Fabiano Rodrigues

Henrique Silva Pinto

Ingrid Magno

Julio Cesar Calsavaro Vinicius Felipe Ferreira

São Bernardo do Campo

Objetivo:Preparar ácido clorídrico através das reações entre sais clorados. Obter Halogênios através da reação entre sais halogenados e agua de cloro.

Introdução:

Halogênios Os átomos do Grupo VII estão a apenas um elétron da configuração dos gases nobres. Seus elementos formam prontamente o ânion X-ou uma ligação simples covalente. A química é completamente não-metálica, em geral, as propriedades dos elementos e de seus compostos mudam progressivamente com aumento do tamanho. Como em outros grupos há uma grande diferença, devida à grande relação carga/raio, entre o primeiro elemento, flúor, e o segundo, cloro,

Página 1 de Anotações Não Arquivadas diferença, devida à grande relação carga/raio, entre o primeiro elemento, flúor, e o segundo, cloro, do que entre outros pares. Porém com exceção dos metais alcalinos há semelhanças muito próximas entre os elementos deste grupo do que em qualquer outro.

Algumas propriedades dos Halogênios:

Elemento Configuração Eletrônica

Potencial de Ionização (ev)

Energia de Dissociação (kJ mol-1)

Entre as propriedades físicas mais notáveis dos halogênios estão suas cores. No vapor elas variam de quase incolor do F2, passando pelo amarelo-esverdeado do Cl2, e vermelho-amarronzado do Br2, ao púrpura do I2. Os halogênios formam compostos entre si. Estes inter-halogênios têm fórmulas X’,

X’3, X’5e X’7, em que é o mais pesado (e o maior) dos dois halogênios. Só algumas das combinações são possíveis e foram preparadas até hoje. Os inter-halogênios são todas preparadas pelas reações diretas dos dois halogênios. O produto formado é determinado pelas proporções dos reagentes usados. Os inter-halogênios têm propriedades físicas intermediárias entre as dos halogênios que os formam. Os halogenetos de hidrogênio, HX, podem ser preparados pela reação direta dos elementos, os halogenetos de hidrogênio são gases pungentes e incolores, e se dissolvem na água para dar soluções ácidas.

Acido clorídrico O ácido clorídrico(HCℓ) é uma solução aquosa, fortemente ácida e extremamente corrosiva, devendo ser manuseado apenas com as devidas precauções. Ele é normalmente utilizado como reagente químico, e é um dos ácidos fortes que se ioniza completamente em solução aquosa. Uma solução aquosa de HCℓna concentração de 1 mol/L tem pH = 0. Em sua forma pura, HCℓé um gás, conhecido como cloreto de hidrogênio. Em sua forma de baixa pureza e com concentração não informada, é conhecido como ácido muriático(muriáticosignifica pertencente a salmoura ou a sal), sendo vendido sob essa designação para a remoção de manchas resultantes da umidade em pisos e paredes de pedras, azulejos, tijolos e outros. Uma solução de cloreto de hidrogênio (ácido clorídrico), em sua forma mais pura, com a denominação de "P.A." (Pureza Analítica), é um reagente comum em laboratórios e encontrado em uma solução de 37 a 38% em massa .

Síntese direta A produção em grande escala do ácido clorídrico é quase sempre integrada com outra produção química de escala industrial. No processo industrial de cloro-álcali, uma solução de sal sofre eletrólise, produzindo gás cloro, gás hidrogênio e hidróxido de sódio. Por combustão do hidrogênio em ambiente clorado ocorre a formação do cloreto de hidrogênio, da seguinte forma:

Como a reação é exotérmica, o reator químico neste processo se chama forno de ácido clorídrico. O cloreto de hidrogênio resultante é absorvido em água desmineralizada e forma-se assim ácido clorídrico quimicamente puro.

Síntese orgânica Atualmente, boa parte do ácido clorídrico industrial é produzida juntamente com a formação de compostos orgânicos clorados e fluoretados, como por exemplo Teflon, Freon e outros CFCs, ácido cloroacético e PVC. Geralmente, o ácido clorídrico produzido desta forma é aproveitado na própria planta química que o produziu. A formação do ácido clorídrico ocorre pela substituição de átomos de hidrogênio nos compostos orgânicos por átomos de cloro, da seguinte forma:

O cloreto de hidrogênio resultante pode ser absorvido em água, com a formação de ácido clorídrico técnico.

Página 2 de Anotações Não Arquivadas técnico. O ácido clorídrico é produzido em soluções com até 38% HCℓ(ácido clorídrico concentrado). É possível concentrá-lo até acima de 40%, mas a taxa de evaporação seria tão alta que a armazenagem e o manuseio demandariam atenções especiais, como necessidade de baixas temperaturas. O ácido clorídrico técnico gira em torno de 30-34% HCℓ, de acordo com o meio de transporte e a minimização de perdas por evaporação. As soluções de ácido muriático para uso doméstico têm no máximo 10-12% HCℓe recomenda-se diluí-las antes do uso.

Procedimento:

Preparação do Ácido clorídrico: Pesou-se 15 g de cloreto de sódio e transferiu-se para o kitassato (A). Colocou-se 40 ml de ácido sulfúrico concentrado no funil de separação (B) e 100 ml de água destilada na proveta de 100 ml (C). Gotejou-se o ácido sulfúrico sobre o cloreto de sódio controlando o fluxo de gás pelo borbulhamento do mesmo na água contida na proveta (C). Quando a velocidade de borbulhamento diminuiu, aqueceu-se brandamente com auxilio do bico de Bunsen por 2 minutos, desligou-se o aquecimento e retirou-se a mangueira da proveta. Com auxilio de um densímetro, mediu-se a densidade da solução contida na proveta. Fez-se teste de pH com papel indicador Universal. Colocou-se 1 ml da solução obtida num tubo de ensaio e acrescentou-se algumas gotas de solução de nitrato de prata 0,1 M.

Obtenção dos halogênio:

Colocou-se no kitassato (A), 2 pontas de espátula de MnO2e no funil de separação (B) 15 ml de acido clorídrico concentrado. Colocou-se na proveta (C) 2/3 do se volume de agua destilada. Gotejou-se o acido clorídrico sobre o MnO2, haverá reação imediata, com a liberação do cloro que saiu pelo tubo lateral e borbulhou-se na agua do tubo (C) formando agua de cloro. Utilizou-se a agua de cloro para obtenção de bromo e iodo.

Obteve-se o bromo a partir da reação entre a água de cloro e solução de brometo de potássio, usouse clorofórmio como solvente para o bromo. O brometo será oxidado a bromo pelo cloro, uma vez que o cloro é mais eletronegativo que o bromo. Num tubo de ensaio colocou-se 10 gotas de solução de KBr, adicionou-se 5 gotas de clorofórmio e 10 gotas de agua de cloro. Agitou-se e observou-se.

Obteve-se o iodo a partir da reação entre a água de cloro e solução de iodeto de potássio, usou-se o clorofórmio como solvente para iodo. O iodeto é oxidado a iodo pelo cloro, uma vez que o cloro é mais eletronegativo que o iodo. Num tubo de ensaio colocou-se 10 gotas de KI, adicionou-se 5 gotas de clorofórmio e 10 gotas de água de cloro. Agitou-se e observou-se.

Observou-se também a solubilidade do iodo. Colocou-se em um tubo de ensaio um cristal de iodo e 20 gotas de álcool etílico. Observou-se a solubilidade. Em outro tubo de ensaio colocou-se um cristal de iodo e 20 gotas de agua. Agitou-se e observou-se a solubilidade. Adicionaram-se ao mesmo tubo 20 gotas d solução de iodeto de potássio. Agitou-se e observou-se.

Materiais e Reagentes

Materiais Reagentes

2 Kitassato de 250 mLMnO2 2 Funil de separação de 125 mL com rolha para kitassatoIodo sólido

Ácido Clorídrico 2 Suporte tipo universal com garraBrometo de potássio 0,5 M 5 Tubos de ensaio com estanteClorofórmio 2 Proveta de 25 mLIodeto de potássio 2 Pipetas Etanol

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2 Pipetas Etanol BaguetaCloreto de sódio MangueiraNitrato de prata Espátula Ácido Sulfúrico 2 Garra grande Papel alumínio

Papel indicador Universal Kitassato

Resultados

HCl: densidade do HCl: 4,19 g/cm³ 38% m/m

1,19 g/mL x 38g/100g x 1000mL / 1L x 1 mol = 12,39* Mol/L = Concentração máxima.

Preparação do HCl: Pesou-se 15,08g de NaCl para a reação.

Na reação do acido sulfúrico com o NaCl, liberou-se uma espuma branca no Kitassato, e liberando gás HCl para a proveta cheia de agua, borbulhando constantemente o gás HCl na proveta.

Com essa reação, a solução de HCl resultante na proveta teve como densidade e pH os seguintes valores:

Densidade: 1,16g/cm³ pH: 0 Valores que confirmam as características da solução de HCl.

Segundo teste:

Separou-se uma parte do HCl obtido, e colocou-se um quantidade de AgNO3(nitrato de prata) na solução, houve uma reação que criou-se um precipitado branco, indicando a presença de HCl.

Halogênios Reação 1 –Composto bifásico Reação 2 –Composto bifásico com precipitado gelatinoso Reação 3 -Cristal + Álcool= coloração vermelho amarronzado, após 20ml de KI na acontece.

Conclusão

A obtenção do ácido clorídrico se da através da reação entre o ácido sulfúrico e o cloreto de sódio fazendo assim com que o cloro seja liberado com gás e ionizando a água através de seus íons. Foi demonstrado que, como se pode ver, os halogênios por serem mais eletronegativos, tendem a deixar o elemento que se encontra ligado em forma iônica, ou estável em forma simples, como nas reações onde o Cloro substitui o Bromo e o Iodo.

Bibliografia

SHRIVER, D. F; Atkins P. W. Química Inorgânica. Porto Alegre: Bookman, 2003. p. 441 -443. Página 4 de Anotações Não Arquivadas

SHRIVER, D. F; Atkins P. W. Química Inorgânica. Porto Alegre: Bookman, 2003. p. 441 -443.

VOGEL, A. L. Química Analítica Qualitativa.5ed. São Paulo: Editora Mestre Jou, 1981 p.358 - 359.

http://quimica_basica.sites.uol.com.br/enhalo.htm http://www.infoescola.com/quimica/acido-cloridrico

Página 5 de Anotações Não Arquivadas

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