Baixe Relatório de reações químicas e outras Provas em PDF para Química, somente na Docsity! Objetivo Foram realizadas atividades práticas de reações químicas no qual utilizou alguns elementos como: enxofre, sódio, magnésio e cobre no laboratório de química analítica qualitativa da UFRPE utilizando equipamentos e vidrarias adequadas para este tipo de análise. Os objetivos principais foram: verificar algumas reações de alta importância acadêmica podendo comprovar através de características fundamentais, como a alta reatividade do íon sódio ao ser colocado em meio aquoso a corrosão do vidro, algumas reações de combustão e oxidação. Introdução Uma reação química é uma transformação da matéria na qual ocorrem mudanças qualitativas na composição química de uma ou mais substâncias reagentes, resultando em um ou mais produtos. Envolve mudanças relacionadas à mudança nas conectividades entre os átomos ou íons, na geometria das moléculas das espécies reagentes ou ainda na interconversão entre dois tipos de isômeros. Uma reação muito comum é a que envolve substâncias inorgânicas tais como: Ácidos, Bases , Sais e Óxidos. Uma das muito utilizadas e observada é a reação de neutralização podendo ser total ou parcial no qual envolve um ácido e uma base e os seus respectivos produtos serão teoricamente um sal e uma água. Os óxidos são substâncias que possuem oxigênio ligado a outro elemento químico e normalmente são compostos binários, isto é, são substâncias formadas pela combinação de dois elementos, um desses elementos é o oxigênio (O). Estas substâncias podem ser classificadas como óxidos ácidos, básicos, anfóteros e peróxidos. Basicamente, os óxidos ácidos também podem ser chamados de anidridos sendo formadores de ligações covalentes e ao ser posto em contato com água reagem formando um ácido, os óxidos básicos são formados por ligações iônicas e em contato com água reagem produzindo uma base, os peróxidos possuem dois oxigênios ligados entre si e um bom exemplo a citar é a água oxigenada ou dióxido de hidrogênio (H2O2). Já os óxidos anfóteros são aqueles que reagem com ácidos fortes funcionando como bases ou reagem com bases fortes funcionando como ácidos alguns elementos formadores desses óxidos são: Bi , Al, Sb, Sn, Pb, Zn. No entanto a prática realizada, reações químicas, ressalta observar as características fundamentais de algumas reações podendo comprovar pela formação de óxidos ácidos, óxidos básicos, alta reatividade do sódio, corrosão do vidro e algumas reações de combustão e oxidação tais como: queima do enxofre, do magnésio e oxidação do ferro metálico. Materiais e reagentes utilizados • Foi colocado dentro de um Becker um certo volume de água; • Cortou-se o sódio metálico com ajuda de uma faca; • Foi colocada uma porção do cátion Na+ dentro do bécker; • Observou-se a sua reatividade; • Adicionou-se fenolftaleína e observou-se a reação. 4- Queima do ferro metálico: • Foi colocado lã de aço num vidro de relógio; • Foi levado para uma balança analítica com precisão de três casas decimais; • Observou-se a massa que correspondia a lâmina de aço; • Com uma vela acesa queimou-se a lã de aço; • Após a combustão foi levada para a balança e observou-se sua massa final. 5- Queima do Mg (Magnésio) metálico: • Pegou-se um pedaço de Mg (Magnésio) com ajuda de uma pinça; • Prosseguiu com a combustão do mesmo no bico de buson; • Colocou-se dentro de um bécker contido com água; • Adicionou-se gotas de fenolftaleína e observou-se a reação. 6- Amálgama de Cu (Cobre): • Pegou-se um fio de Cu (Cobre) e foi lavado com HNO3 (Ácido nítrico); • Adicionou-se cátion cobre numa solução de HgCl2; • Após certo tempo, começou-se a polir e a formação de uma liga metálica. • Pegou-se outro fio Cu (Cobre) e levou-se para a lavagem com o HNO3 (Ácido nítrico); • Adicionaram-se Hg (Mercúrio) metálico no Cu (Cobre) em um bécker; • Logo após poliu o fio metálico e a formação de uma liga metálica. Resultados e discussões A prática realizada foi divida em cinco momentos no qual observou-se que cada reação química teve sua particularidade, ou seja, ocorreu explosão, mudança na coloração, formação de uma liga metálica dentre outras situações específicas determinativas para uma reação. 1. Corrosão do vidro: Inicialmente foi preparada uma pasta utilizando o hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) que era sólido e tinha uma coloração branca com o ácido fluorídrico (HF) solução transparente de acordo com a reação 1 abaixo: 1Ca(OH)2(aq) + 2 HF(aq) → 1 CaF2 (s) + 2 H2O(l) Reação 1 Essa pasta foi feita, pois é aderente ao vidro e diminui o risco de acidente com o ácido fluorídrico que se encontra no estado liquido o mesmo produz vapores altamente irritantes e tóxicos aos seres humanos. Uma gota dele, em contato com a pele, produz chagas ulcerosas e é muito solúvel em água formando um líquido corrosivo que dissolvem facilmente muitos metais, com desprendimento de gás hidrogênio. O fluoreto de cálcio CaF2 produzido pelos os reagentes da reação 1 era sólido pois sabe-se que na temperatura ambiente os compostos iônicos são sólidos e possuía uma coloração branca. Desenhou-se no mesmo a letra Q que continha já ácido sulfúrico concentrado reagindo imediatamente conforme a reação 2 abaixo: 1 CaF2 + 1 H2SO4(aq) → 1 CaSO4(aq) + 2 HF(aq) Reação 2 É interessante perceber que a reação 2 tem como um dos produtos o ácido fluorídrico o agente que bastante energético e reagi com o vidro conforme a reação 3 e 4 abaixo:1 SiO2 + 4 HF(aq) → 2 H2O + 1 SiF4 Reação 3 1 SiF4 + 2 HF(aq) → 2 H2SiF6 Reação 4 Logo a reação 3 foi comprovada, pois o vidro relógio foi lavado e a parte que não continha parafina foi atacada pelo ácido. 2. Queima do S(enxofre): Após a queima do enxofre, apresentou-se uma coloração amarela e ao reagi-lo com o gás oxigênio formou o dióxido de enxofre um gás branco com um odor característico , conforme a reação 5 abaixo: 1 S + 1 O2 → 1 SO2(g) Reação 5 É interessante notar que o ferro sofreu uma oxidação demonstrando que são bons redutores e, além disso, que os metais também queimam uns com mais facilidades que outros. Verifica-se nessa reação que o agente promotor da reação é o oxigênio visto que o mesmo é o agente oxidante enquanto o ferro é o agente redutor. Para comprovar que houve formação de óxido de férrico, pesou-se a massa do ferro bruto que antes da queima foi 35,876g e depois da queima a massa aumentou 36,338. Esse aumento é interessante, pois se conclui a ocorrência da reação acima mencionada. 5. Queima do Mg (Magnésio) metálico: O magnésio de coloração acinzentada ao reagir com a chama composta do gás oxigênio formou o óxido de magnésio de coloração branca. Como pode-se verificar na reação 11 abaixo: 2 Mg(s) + 1 O2 → 2 MgO Reação 11 Após a combustão do magnésio o seu óxido foi colocado em água e o mesmo apresentou ser pouco solúvel, entretanto outra característica foi observada que o óxido de magnésio é básico pois é um elemento que faz parte da família IIA, ou seja, metais alcalinos terrosos formador de ligação iônica. Posteriormente adicionou-se um indicador chamado de fenoftaleína e a solução ficou com a coloração avermelhada. A reação 12 mostra a formação da base que promoveu a coloração da solução em contato com a fenoftaleína. 1 MgO + 1 H2O(l) → 1 Mg(OH)2(aq) Reação 12 6- Amálgama de Cu (Cobre): Inicialmente dois pedaços de cobre foram lavados com uma solução de ácido nítrico concentrado, a fim de retirar a camada oxidada do cobre. Assim o fio de cobre foi colocado no mercúrio e uma camada prateada no qual foi formado uma liga metálica, o amalgama de cobre, conforme a reação 13 abaixo: 1 Cu(s) + 1 Hg(s) F 0A E 1 CuHg(s) Reação 13 Verifica-se na reação 13 que o mercúrio comporta-se como um agente oxidante e o cobre como agente redutor e isso é devido ao cobre ser mais eletropositivo segundo a tabela de reatividade. Em paralelo outro foi de cobre foi adicionado na solução de cloreto de mercúrio e a amalgama de cobre se formou, contudo houve a formação de uma camada preta sobre a amalgama, conforme a reação 14 abaixo: 3 HgCl2 + 4 Cu(s) → 2 Hg + 3 CuCl2 + 1 CuHg(s) Reação 14 Conclusões Verificou-se no experimento realizado a grande importância de alguns elementos químicos tais como: sódio, enxofre, ferro, cobre. Ambos os elementos foram analisados em função de sua capacidade de reação formando novas substâncias. Durante a prática observou-se a grande capacidade e facilidade do sódio para reagir, visto que o mesmo por ser um metal alcalino possui uma alta tendência de oxidar e em contato com a água é altamente explosivo devido a sua alta reatividade formando um óxido básico formador de ligações iônicas. Já alguns elementos, através de uma reação de combustão ou oxidação ocorrerão à formação de óxidos, visto que, a chama é composta pelo gás oxigênio e ao reagir com outro elemento formará um óxido respectivo. Nessa prática foi verificada a formação através da chama do óxido de magnésio, óxido férrico ou de ferro III dentre outros. Os experimentos realizados nessa aula de experimental e descritos neste relatório visam reforçar conceitos fundamentais de Química Geral, complementando o conteúdo das disciplinas teóricas do curso introduzindo novos métodos, e técnicas laboratoriais. enxofre que são óxidos ácidos formadores de ligações covalentes, conforme as reações abaixo: 1 S + 1 O2 → 1 SO2(g) + SO3 1 SO2 + 1 H2O → 1 H2SO3 1 SO3 + 1 H2O → 1 H2SO4 • Reação do sódio metálico com a água O sódio metálico como qualquer outro elemento da família 1A, ou seja, metal alcalino é extremamente reativo, possuindo uma forte tendência em oxidar apresentando uma coloração prateada, conforme a reação abaixo: 2 Na + 2 H2O → 2 NaOH + 1 H2(g)↑ • Queima do Ferro Na queima do ferro há formação de oxido de ferro III ou óxido férrico no qual se tem o ferro como agente redutor e o oxigênio como agente oxidante e promotor da reação, conforme a equação química abaixo: 4 Fe(s) + 3 O2 → 2 Fe2O3 • Queima do magnésio metálico Na queima da fita de magnésio há formação de óxido de magnésio que apresenta coloração branca, esse óxido é básico formador de ligações iônicas e foi provado pela mudança de coloração da fenoftaleína para rosa, conforme as equações abaixo: 2 Mg(s) + 1 O2 → 2 MgO 1 MgO + 1 H2O(l) → 1 Mg(OH)2(aq) • Formação da Amalgama de Cobre Tanto mercúrio líquido como na forma combinado do cloreto de mercúrio quando reagiram com o cobre formaram amalgama prateada, conforme as equações abaixo: 1 Cu(s) + 1 Hg(s) F 0A E 1 CuHg(s) 3 HgCl2 + 4 Cu(s) → 2 Hg + 3 CuCl2 + 1 CuHg(s) 2. Falar sobre óxidos ácidos e óxidos básicos. Os óxidos ácidos também podem ser chamados de anidridos sendo formadores de ligações covalentes e ao serem postos em contato com água reagem formando um ácido, os óxidos básicos são formados por ligações iônicas e em contato com água reagem produzindo uma base, 3. Por que o sódio metálico deve ser mantido ao abrigo do ar e da água? Pois o sódio como diversos metais são altamente reativos possuindo uma forte tendência em oxidar e ao ser posto em uma solução aquosa reagi sendo altamente explosivo formando uma base forte e gás hidrogênio. 4. Apresentar a fórmula estrutural da fenolftaleína em meio ácido e em meio básico. Que tipo de equilíbrio está envolvido na mudança de coloração da fenolftaleína? meio ácido (incolor) meio básico (rósea) Verificam-se em suas respectivas fórmulas estruturais que no meio básico ocorre a formação de uma carbonila sendo responsável por uma intensa ressonância permitindo assim uma mudança de coloração algo que não ocorre na fórmula estrutural em meio ácido. 5. O amálgama de cobre foi obtido através de duas reações químicas diferentes. Apresentar equações para as reações. 1 Cu(s) + 1 Hg(s) F 0A E 1 CuHg(s) 3 HgCl2 + 4 Cu(s) → 2 Hg + 3 CuCl2 + 1 CuHg(s) 6. A experiência da queima de enxofre é largamente utilizada para simular o fenômeno das chuvas ácidas observadas em regiões industrializadas. Discutir o fenômeno das chuvas ácidas. Muitas indústrias e as centrais térmicas poluem o ambiente em diversas formas, uma delas é a liberação dos gases dióxido de enxofre (SO2) e o monóxido de carbono (CO) que em contato com a chuva acabam reagindo e formando ácidos tais como o ácido sulfúrico e o ácido nítrico no qual apresentam um pH menor que 7 porém mais precisamente entre 5 e 2,2 esse fenômeno é chamado de chuva ácida. Vale lembrar que pode ser prejudicial aos seres humanos visto que liberam metais tóxicos como: o mercúrio e o cádmio usualmente fixados no solo.