Relatório purificação e preparação do Iodo

Relatório purificação e preparação do Iodo

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ

CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

DISCIPLINA DE QUÍMICA EXPERIMENTAL

CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA

Preparação e purificação do Iodo

Acadêmicos: Kairo Seiki Rodrigues RA: 67823

Marília de Oliveira Camargo 79599

Rafael Deisner Luzi 81288

Docente: Fernando Rodrigues Carvalho

Maringá

Março, 2013

Introdução:

O trabalho a seguir, segue a discussão sobre os elementos da tabela periódica, sendo que teremos em questão o grupo VII-A , conhecidos como Halogênios.O elemento na qual fora descritos os processos a baixo encontra-se no quinto período.Nomeado Iodo(do grego iodés, cor violeta) é um elemento químico de símbolo I , de número atómico 53 (53 prótons e 53 elétrons) e de massa atómica 126,9 u. À temperatura ambiente, o iodo encontra-se no estado sólido.Nosso experimento será dividido em quatro partes,sendo que em cada uma delas , o elemento em questão será posto em prova em diferentes reações afim de provar suas propriedades.

Introdução Teórica:

Iodo  (I) é um sólido negro e lustroso com leve brilho metálico, encontrado na natureza sob forma de vários compostos.Pode ser encontrado em forma de iodeto de sódio (NaI) na água salgada de mares, nos compostos petrolíferos em forma de iodeto de potássio (KI). Suas formas de obtenção são por extração industrial desses locais (água salgada e veios petrolíferos) e também pode ser obtido como subproduto do processamento do chamado “Salitre do Chile”, onde faz-se presente na forma de iodato de sódio (NaIO3).

O iodo é um sólido altamente volátil em temperatura ambiente, tendo uma coloração cinza.

Seu gás sublima na cor violeta apresentando odor irritante. Não se dissolve totalmente em compostos polares como a água, ao contrário do que ocorre quando entra em contato com compostos como apolares como dissulfeto de carbono, tetracloreto de carbono e clorofórmio, dando a solução uma coloração variada dependendo do soluto orgânico utilizado.Ao ser dissolvido em álcool ou éter, forma soluções de cor marrom.

O iodo apresenta determinadas propriedades de metais(como por exemplo o brilho metálico que pode ser evidenciado em seus cristais) além de combinar-se com muitos outros elementos; entretanto ,é o menos ativo que os demais halogênios, que o removem dos iodetos.

Assim como as demais elementos de seu grupo , o iodo não é encontrado em estado livre na natureza. Possui peso específico é de 4,93 g/cm3, com um ponto de fusão localizado em aproximadamente 113,7 graus Celsius, com uma massa atômica de 126,9. Seu número atômico é 53.O iodo puro pode ser obtido por meio da reação do iodeto de potássio com sulfato de cobre. Comercialmente, obtêm-se o elemento através da ação do cloro gasoso na água salgada, oxidando-se os íons.

É essencial no funcionamento do organismo humano, tanto sua falta como seu excesso podem gerar problemas como o hipotireoidismo causado pela falta de Iódo e como o hipertireoidismo causado pelo excesso do mesmo.

Materiais:

  • Béquer;

  • Almofariz;

  • Tubo de ensaio;

  • Vidro de relógio;

  • Bico de Bulsen;

  • Tela de amianto

Procedimentos:

Para a primeira parte de nosso experimento, onde teremos a preparação do Iodo, foram pulverizados alguns cristais de KI(Iodeto de Potássio) num amofariz com um pouco de MnO2 ; pós efetuado esse procedimento, estes foram transferidos para um tubo de ensaio onde fora adicionado 1ml de H2SO4 (Ácido Sulfúrico) e com o auxilio de um Bico de Bulsen , fora aquecido suavemente até que entrasse em processo de vaporização.

Na Segunda parte,onde veremos a sublimação do mesmo, foram colocados alguns cristais de Iodo um béquer cobrindo o com o vidro do relógio para que possa ser levado a aquecimento em chama branda.Vale ressaltar que para que haja a sublimação, na parte superior do vidro do relógio devem ser colocados pedras de gelo ,efetivando assim a obtenção dos cristais por este processo.

Para nossa terceira etapa, dividiremos os procedimentos em A e B . Para a parte A , deve ser adicionado um pouco de Iodo , zinco metálico em pó e água num béquer para que possa se observar a reação.Para a parte B desta terceira etapa, deve ser feito a adição de Iodo ao zinco metálico em pó com o acréscimo de uma gota de água numa cápsula de porcelana sob um local ventilado para que possa-se observar o fato que irá ocorrer.

Por fim, na nossa quarta e ultima etapa, colocaremos os cristais de iodo num tubo de ensaio com 2 ou 3ml de água destilada e então deve-se agitar o tubo de ensaio e observa-lo. Pós concluído este passo deverá ser acrescentado uma pequena quantidade de KI(Iodeto de Potássio) a solução anterior.Para finalizar, adicionaremos CCl4(tetracloreto de carbono) a solução e agitaremos o tubo.

Resultados e Discussão:

Parte I – Preparação do Iodo:

Como vimos ,a reação libera um alto calor, caracterizando-a como exotérmica, e gerando a seguinte equação química balanceada:

2KI(s) + MnO2(s) + 3H2SO4(aq)  I2(g) + MnSO4(aq) + 2KHSO4(aq) + 2H2O(aq)

Pode ser evidenciado a presença de forte odor e vapor violeta ,como esperado pela característica do elemento

Parte II – Sublimação do Iodo:

Como o I2 apresenta força de interação intermoleculares dipolo induzido caracterizada como uma força muito fraca, com um pouco de aquecimento , suas ligações podem se romper , fazendo-o passar diretamente do estado solido para gasoso.

Parte III – Propriedades Oxidantes do Iodo:

De acordo com o processo ocorrido em A, teremos as seguintes Equações :

I2(aq) + KI(s) KI3(aq)

KI3(aq) + Zn(s)  ZnI2(aq) + KI(aq)

Onde com isso podemos observar que ao fim da primeira reação, teremos um liquido amarelado, caracterizando o composto KI3 . Após o termino da segunda reação, este liquido recebe um aspecto incolor, sendo a característica da mistura de ZnI2(aq) + KI(aq) .

Ao realizar a parte B sob a capela misturando Iodo + Agua + Zinco, teremos a seguinte reação ocorrendo:

I2(s) + 2H2O + Zn  I2(g) + Zn(OH)2 + H2(g)

Essa reação pode ser comprovada pela presença do vapor violeta liberado após o acréscimo de uma gota d’agua. Isto deve-se pelo fato de que a mistura de zinco e água fornece grande energia a reação, aquecendo-a e liberando calor,caracterizando-a como exotérmica.

Parte IV – Solubilidade do Iodo:

Ao adicionarmos os cristais de Iodo na água destilada, obtivemos um liquido meio amarelado com sólidos ao fundo, ou seja, pode ser evidenciado que como esperado,devido a diferença de polaridade entre a molécula da água e do Iodo, que este não pode ser dissolvido na água. A coloração amarela indica que uma pequena parte pode ser dissolvida, este fato deve-se a reação de dipolo induzido que ocorre, porém, não é forte suficiente para dissolve-lo por completo.

Ao adicionarmos KI ao tubo, ocorrerá a seguinte reação química

I2(s) + KI(s) KI3(s)

Após a adição, como podemos observar, o liquido presente no tubo de ensaio ficou roxo por completo , indicando que o composto pode ser dissolvido. Isto apenas ocorreu pois o novo composto gerado pela adição de KI é um composto polar como a molécula da água, podendo assim ser dissolvido por completo.

Para efetivar a nossa fundamentação teórica dada ao inicio deste artigo, podemos comprovar que ao combinarmos I2(s) + CCl4 dissolve o iodo por completo como na reação abaixo:

I2(s) + CCl4(aq) = I4(CCl4)(aq)

Uma evidencia da ocorrência de que o iodo pode ser dissolvido vem pela coloração violeta após a reação. Uma explicação plausível para o ocorrido, deve-se pelo fato de que ambos os compostos possuem a mesma polaridade apolar , podendo assim ser dissolvido.

Conclusão:

Podemos concluir que, o composto em estudo possui as características enunciadas na fundamentação teórica como brilho metálico, coloração violeta na forma de vapor,forte odor e capacidade de sublimação devido a baixa força de interação entre as moléculas.Deste modo podemos evidenciar os pontos principais da teoria, tornando-a valia para que possa ser utilizada.

Bibliografia:

1 – O’ CONNOR, R., Fundamentos de Química, Harper & Row do Brasil, 1977.

2 – JOLLY, A Química dos Não-Metais, Edgard Blucher, São Paulo, 1966.

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