Relatorio n°12

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Relatorio n°12

  1. 1. INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO MARANHÃO CAMPUS SÃO LUIS - MONTE CASTELO DESU – DEPARTAMENTO DE ENSINO SUPERIOR DAQ – DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE QUÍMICA CURSO DE LICENCIATURA PLENA EM QUÍMICA Química Inorgânica Experimental Experimento XIIUtilização do Fluoreto de Hidrogênio (gravação em vidro. Obtenção e Propriedades do Iodo. Realizado em 03 de dezembro de 2010 Professor: Hilton Rangel Aluno: Francisco Flávio P. de Sousa e-mail: chicofpsousa@hotmail.com Código: LQ0921018-21 São Luis - MA 2010
  2. 2. INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO MARANHÃO CAMPUS SÃO LUIS - MONTE CASTELO DESU – DEPARTAMENTO DE ENSINO SUPERIOR DAQ – DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE QUÍMICA CURSO DE LICENCIATURA PLENA EM QUÍMICA1. OBJETIVOSUtilizar o fluoreto de hidrogênio para fazer marcação em vidro;E obter e verificar algumas propriedades do Iodo.
  3. 3. INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO MARANHÃO CAMPUS SÃO LUIS - MONTE CASTELO DESU – DEPARTAMENTO DE ENSINO SUPERIOR DAQ – DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE QUÍMICA CURSO DE LICENCIATURA PLENA EM QUÍMICA2. INTRODUÇÃO O fluoreto de hidrogênio é um ácido forte, altamente corrosivo, solúvelem água. Muito perigoso para a vida humana: a contaminação pode serinicialmente imperceptível e os sintomas aparecerem horas depois, devido àreação com o cálcio dos ossos. Contato com cerca de 10% do corpo pode serfatal, mesmo com tratamento imediato. Produzido pela reação do mineral fluorita (fluoreto de cálcio) com ácidosulfúrico concentrado: CaF2 + H2SO4 → 2HF + CaSO4 Essa reação resulta em uma mistura de vapores e o ácido fluorídrico éseparado por destilação. O ácido fluorídrico tem a capacidade de dissolver óxidos e, por isso, éusado para gravação em vidros (pois ataca materiais silicáticos), remoção deóxidos de silício na indústria de semicondutores, remoção de impurezas deóxidos em ácidos inoxidáveis, etc. Também usado na produção de compostosde flúor, como teflon e gases refrigerantes. Flúor gasoso é produzido pelaeletrólise do ácido fluorídrico com bifluoreto de potássio. Por isso o HF só deve ser armazenado em plásticos, sendo usadoespecialmente o polietileno e o teflon, e em raros casos usando recipientesmetálicos (poucos metais são compativeis). Iodo é um não metalque à temperatura ambiente encontra-se no estadosólido. É o menos reativo e o menos eletronegativo de todos os halogênios. Éum oligoelemento, empregado principalmente na medicina, fotografia e comocorante. Foi descoberto na França pelo químico Bernard Courtois em 1811 apartir de algas marinhas. O iodo é um sólido negro e lustroso, com leve brilho metálico, quesublima em condições normais formando um gás de coloração violeta e odorirritante. Igual aos demais halogênios forma um grande número de compostoscom outros elementos e apresenta certas características metálicas. A falta deiodo causa retardamento nas proclatinas. É pouco solúvel em água, porém dissolve-se facilmente em clorofórmio,CHCl3, em tetracloreto de carbono, CCl4, ou em dissulfeto de carbono, CS2,produzindo soluções de coloração violeta. Em dissolução, na presença deamido dá uma coloração azul. Sua solubilidade em água aumenta seadicionarmos iodeto devido a formação do triodeto, I 3-. Pode apresentar vários estados de oxidação: -1, +1, +3, +5, +7. Umadas funções conhecidas do iodo é como parte integrante dos hormôniostireóideos. A glândula tireóide fabrica os hormônios tiroxina e tri-iodotironina,que contém iodo. O déficit de iodo conduz ao Hipotiroidismo de que resultam obócio e mixedema. Também pode ser conhecido como desinfetante devido à sua fácilreatividade com elementos orgânicos proporcionada por sua altaeletronegatividade.
  4. 4. INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO MARANHÃO CAMPUS SÃO LUIS - MONTE CASTELO DESU – DEPARTAMENTO DE ENSINO SUPERIOR DAQ – DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE QUÍMICA CURSO DE LICENCIATURA PLENA EM QUÍMICA É o halogênio menos abundante, apresentando-se na crosta terrestrecom uma concentração de 0,14 ppm, estando na água do mar numaabundância de 0,052 ppm.Pode ser obtido a partir dos iodetos, Iˉ, presentes na água do mar e nas algas.Ou a partir dos iodatos, IO3ˉ existente nos nitratos de Chile, separando-ospreviamente destes. IO3- + 5Iˉ + 6H+ → 3I2 + 3H2O 2Iˉ + Cl2 → I2 + 2Clˉ
  5. 5. INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO MARANHÃO CAMPUS SÃO LUIS - MONTE CASTELO DESU – DEPARTAMENTO DE ENSINO SUPERIOR DAQ – DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE QUÍMICA CURSO DE LICENCIATURA PLENA EM QUÍMICA3. MATERIAL E REAGENTES UTILIZADOS3.1 MATERIAISEstilete;Vidro;Espátula;Papel de filtro;Parafina;Pipetas;Algodão;Estante para tubos de ensaio;Tubos de ensaio.3.2 REAGENTESH2SO4, concentrado;Solução de HF, 30%;C2H5OH;CCl4;Querosene;Iodo;K2Cr2O7;KI;MnO2;KMnO4.
  6. 6. INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO MARANHÃO CAMPUS SÃO LUIS - MONTE CASTELO DESU – DEPARTAMENTO DE ENSINO SUPERIOR DAQ – DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE QUÍMICA CURSO DE LICENCIATURA PLENA EM QUÍMICA4. TÉCNICA EMPREGADA4.1 Preparo da solução de HF, 30%:Pureza do HF: 40%.30 mL de HF ------------- 100 mL.x.0,4 ------------------------ 5 mL.x = 30.5 mL 0,4.100 mLx = 3,75 mL de HF (este foi o volume de HF usada na solução).d=m → v=m → v = 2,2138 v d 1,844.2 Procedimento:Parte I: Gravação do vidro. Para este procedimento, fundiu-se a parafina e espalho-se uma finacamada da mesma sobre a superfície do vidro a ser gravado. Para fazer odesenho desejado, utilizou-se um estilete quente para facilitar a remoção daparafina solidificada. Em seguida, gotejou-se a solução de HF, 30%. Depoisdeixou-=se repousando por cerca de uma hora.Parte II: Obtenção do iodo.1. Em um tubo de ensaio, colocou-se 0,1 g de KI e 0,1 g de MnO2. Adicionou-se ao tubo de ensaio 3 gotas de H2SO4, concentrado. Observou-se a reação edepois se completou para 1 mL com água destilada;2. Em um tubo de ensaio, colocou-se 0,1 g de KI e 0,1 g de KMnO4. Adicionou-se ao tubo de ensaio 3 gotas de H2SO4, concentrado. Observou-se a reação edepois se completou para 1 mL com água destilada;3. Em um tubo de ensaio, colocou-se 0,1 g de KI e 0,1 g de K2Cr2O7.Adicionou-se ao tubo de ensaio 3 gotas de H2SO4, concentrado. Observou-se areação e depois se completou para 1 mL com água destilada.
  7. 7. INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO MARANHÃO CAMPUS SÃO LUIS - MONTE CASTELO DESU – DEPARTAMENTO DE ENSINO SUPERIOR DAQ – DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE QUÍMICA CURSO DE LICENCIATURA PLENA EM QUÍMICAParte III: Solubilidade do iodo.1. Em um tubo de ensaio, colocou-se 0,05 g de iodo e adicionou-se 2 mL deágua destilada. Agitou-se, observou-se e deixou-se em repouso;2. Em um tubo de ensaio, colocou-se 0,05 g de iodo e adicionou-se 2 mL deC2H5OH. Agitou-se, observou-se e deixou-se em repouso;3. Em um tubo de ensaio, colocou-se 0,05 g de iodo e adicionou-se 2 mL dequerosene. Agitou-se, observou-se e deixou-se em repouso;4. Em um tubo de ensaio, colocou-se 0,05 g de iodo e adicionou-se 2 mL deCCl4. Agitou-se, observou-se e deixou-se em repouso;5. RESULTADOS E DISCUSSÕES:5.1 Resultado do item 4.2:Parte I: Nesta etapa, após aguardar o tempo indicado no roteiro, removeu-se oácido com água e a parafina com água quente. Feito isso, pode-se observar oresultado esperado, que era a gravação do desenho no vidro, visto que o HFataca a sílica componente do vidro, formando ácido fluorossilícico. A reaçãoocorrida pode ser representada pela seguinte equação: SiO2 + 6HF → [SiF6]2ˉ + 2H⁺ + 2H2OParte II:1. Primeiramente, ao misturar-se, em um tubo de ensaio, 0,1 g de KI mais 0,1 gde MnO2, e adicionar-se 3 gotas de H2SO4, concentrado, observou-se reação,caracterizando a liberação de gás. O gás liberado foi o I2. A água adicionadanão solubilizou por completo a mistura. A reação é representada pela equaçãoseguinte: 2KI(s) + MnO2(s) + 3H2SO4(c) → I2(g) + 2KHSO4(aq) + MnSO4(aq) + 2H2O(l)
  8. 8. INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO MARANHÃO CAMPUS SÃO LUIS - MONTE CASTELO DESU – DEPARTAMENTO DE ENSINO SUPERIOR DAQ – DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE QUÍMICA CURSO DE LICENCIATURA PLENA EM QUÍMICA2. Depois, ao misturar-se novamente, em outro tubo de ensaio, 0,1 de KI mais0,1 g de KMnO4 e adicionar-se 3 gotas de H2SO4, concentrado, evidenciou-sea de gás. Novamente o gás liberado foi o I2. Ao adicionar-se água à mistura,esta se solubilizou. A reação é representada pela equação seguinte:10KI(s) + 2KMnO4(s) + 14H2SO4(c) → 5I2(g) + 12KHSO4(aq) + 2MnSO4(aq) + 8H2O(l)3. E, finalmente, quando se misturou 0,1 KI mais 0,1 de K2Cr2O7, e adicionou-se 3 gotas de H2SO4, concentrado, pode-se observar que outra vez a reaçãoliberou gás, que por sua vez era o I2 novamente. A equação abaixo representaa reação: 4KI(s) + K2Cr2O7(s) + 6H2SO4(c) → 2I2(g) + 6KHSO4(aq) + 2CrO2(aq) + 3H2O(l)Parte III:1. Neste primeiro tubo de ensaio, contendo 0,05 g de iodo e 2 mL de águadestilada. Após agitar-se, observou-se que a água praticamente não mudousua coloração, pois, o iodo é pouco solúvel em água;2. Neste segundo tubo de ensaio, contendo 0,05 g de iodo e 2 mL de C2H5OH.Após agitar-se, observou-se que a solução ficou com uma coloração castanha.Isto porque o iodo é solúvel em álcool etílico por causa do seu caráter apolar;3. Neste terceiro tubo de ensaio, contendo 0,05 g de iodo e 2 mL dequerosene. Após agitar-se, observou-se que a solução adquiriu uma coloraçãovioleta. Esta coloração deve-se ao fato do iodo ser bartante solúvel nestesolvente porque os dois são apolares;4. E, por fim, neste quarto tubo de ensaio, contendo 0,05 g de iodo e 2 mL deCCl4. Após ser agitado, observou-se uma coloração violeta. Esta também deve-se à grande solubilidade do iodo neste solvente, pois ambos são apolares.
  9. 9. INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO MARANHÃO CAMPUS SÃO LUIS - MONTE CASTELO DESU – DEPARTAMENTO DE ENSINO SUPERIOR DAQ – DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE QUÍMICA CURSO DE LICENCIATURA PLENA EM QUÍMICA6. RESPOSTAS DO QUESTIONÁRIO1. Qual a reação do ácido fluorídrico com o vidro ? SiO2 + 6HF → [SiF6]2ˉ + 2H⁺ + 2H2O2. O vidro também é atacado por hidróxidos ? Explique.R - Por hidróxidos fortes sim. O NaOH, por exemplo, reage com os silicatosque constituem o vidro formando silicatos solúveis.O pode ser: Vidro Alcalino – Facilmente atacado por ácidos e álcalis Vidro borossilicato – Altamente resistente à corrosão por ácidos ou álcalis.Reage apenas com HF, H3PO4 ou com álcalis fortes e quentes A resistência dos diferentes tipos de vidros ao ataque de váriassubstâncias químicas é extremamente dependente dos valores de pH etemperatura daquelas substâncias.3. Explique o acondicionamento do flúor em recipientes metálicos, apesarde ser um oxidante forte.R – O flúor pode ser armazenado em recipientes metálicos desde que estesestejam revestidos de parafina, pois esta impede que o flúor ataque o metal jáque este e muito eletronegativo e reagiria facilmente com o metal.4. Escreva as reações de obtenção do iodo com os reagentes usados naprática. Calcule a massa de iodo produzida em cada reação. 2KI(s) + 2H2SO4(c) + MnO2(s) → I2(s) + MnSO4(aq) + K2SO4(aq) + 2H2O(l)M(KI) = 166 g/mol2 mol KI produz 1 mol I2332 g KI -----1.(127.2)g de I20,1 g KI ----- xx = 0,1.254/332, x = 0,076 g de iodo. 10KI(s) + 8H2SO4(c) + 2KMnO4 → 5I2(s) + 2MnSO4(aq) + 6K2SO4(aq) + 8H2O(l)M(KI) = 166 g/mol10 mol KI produz 5 mol I21660 g de KI ------ 5 (127.2) g de I20,1 g de KI --------- xx = 0,1.5.254/1660, x = 0,076 g de iodo.
  10. 10. INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO MARANHÃO CAMPUS SÃO LUIS - MONTE CASTELO DESU – DEPARTAMENTO DE ENSINO SUPERIOR DAQ – DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE QUÍMICA CURSO DE LICENCIATURA PLENA EM QUÍMICA K2Cr2O7 + 6KI + 7H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 4K2SO4 + 3I2 + 7H2OM(KI) = 166 g/mol6 mol KI produz 3 mol I2996 g KI ------ 3.(127.2) g de I2.0,1 g KI ------- xx = 0,01.3.254/996 x = 0,076 g de iodo.5. Descreva a solubilidade do iodo nos diferentes solventes.R – Pouco solúvel em água, solúvel em C2H5OH, muito solúvel em querosene etetracloreto de carbono. No segundo forma solução castanha e nos doisúltimos, solução de cor violeta.6. A solubilidade do iodo em água é limitada. Explique como se podeaumentar esta solubilidade.R – Sim. Porém sua solubilidade em água aumenta se adicionarmos iodetodevido a formação do triodeto, I3ˉ.7. O que uma tintura?R - Em medicina, uma tintura é um extrato alcoólico de, por exemplo, uma ervaou solução de uma substância não-volátil, como iodo e mercurocromo.8. Comente a utilização da tintura de iodo.R - A tintura de iodo é uma solução de I2 e KI em álcool, em água ou numamistura de ambos (por exemplo, 2 gramas de iodo e 2,4 gramas de KI em 100mL de etanol), que tem propriedades antissépticas. É empregada comodesinfetante da pele ou para a limpeza de ferimentos. Também pode ser usadapara a desinfectar a água.9. Comente as propriedades oxidantes do iodo.R - Em solução aquosa pode apresentar diferentes estados de oxidação: -1,+1, +3, +5, +7. Os mais representativos são o -1, nos iodetos, o +5 nos iodatos,e o +7, nos periodatos (oxidantes fortes).
  11. 11. INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO MARANHÃO CAMPUS SÃO LUIS - MONTE CASTELO DESU – DEPARTAMENTO DE ENSINO SUPERIOR DAQ – DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE QUÍMICA CURSO DE LICENCIATURA PLENA EM QUÍMICA7. CONCLUSÃO Com a realização deste experimento pode-se concluir, que o fluoreto dehidrogênio é uma ácido muito forte e que pode causar sérios danos à saúdehumana, caso entre em contato com a pele. E ele é um excelente produto paraser usado na gravação de vidros, visto que reage com a sílica que compõem osmesmos. Quanto ao iodo, conclui-se que ele é muito importante para os sereshumanos, porém, seu excesso é prejudicial. Que é menos reativo que osdemais halogênios e que pode ser usado como antisséptico. Apresenta certascaracterísticas metálicas e pode sublimar em condições ambientes normais.
  12. 12. INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO MARANHÃO CAMPUS SÃO LUIS - MONTE CASTELO DESU – DEPARTAMENTO DE ENSINO SUPERIOR DAQ – DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE QUÍMICA CURSO DE LICENCIATURA PLENA EM QUÍMICAREFERÊNCIASLEE, J. D. Química Inorgânica, não tão concisa. Tradução da 5ª ediçãoinglesa/ TOMA, Henrique E. et all. – São Paulo: Edgard Blücher, 1999;ATKINS, P.W.; SHRIVER, D.F. Química Inorgânica; tradução da 3ª ediçãoinglesa/B. Gomes Maria Aparecida, Faria Roberto De Barros: Bookman, 2003;

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