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A .L .1 .3 EFE ITOS DA TEMPERATURA E DA CONCENTRAÇÃO NA PROGRESSÃO

GLOBAL DE UMA REACÇÃO

QUÍMICA 11.ºANO

QUESTÃO-PROBLEMA

Como pode evoluir um sistema em equilíbrio quando se faz variar a temperatura ou a

concentração?

PREPARAÇÃO PRÉVIA

Os alunos devem rever os conceitos de equilíbrio químico e Lei e Le Chatelier.

TRABALHO LABORATORIAL

MATERIAL (POR GRUPO)

Material Quantidades

Balança 1

Copo de 250 mL 2

Copo de 150 mL 2

Placa de aquecimento 1

Esguicho 2

Espátulas 3

Balão Volumétrico 2

Pompete 1

Pipeta 2

Tubo de ensaio 3

Suporte de tubos de ensaio 1

Vareta de vidro 2

Conta gotas 2

Funil 1

Pinça de madeira 1

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REAGENTES

Reagente Frases R Frases S

Cloreto de cobalto II

hexa-hidratado R49, R22, R42/43, R35

S2, S22, S53, S45, S60,

S61

Gelo

Dicromato de potássio

R45, R46, R60, R61, R8,

R21, R25, R26, R34,

R42/43, R48/23, R35

S53, S45, S60, S61

Cromato de potássio R36, R37, R38, R43, R46,

R49, R50, R53 S45, S53, S60, S61

Ácido sulfúrico diluído

(p.e 1:10) R35 S1/2, S26, S30, S45

Hidróxido de sódio

(p.e 40g/L) R35, R36/38

S1/2, S26, S36/37/39,

S45

PROCEDIMENTO1

A - EFEITO DA VARIAÇÃO DA TEMPERATURA

1. Preparar 10 cm3 de uma solução aquosa saturada de cloreto de cobalto

(II) hidratado, num copo, à temperatura ambiente.

1Adaptado de Dantas, M. d., & Ramalho, M. D. (2009). Caderno de actividades laboratoriais, Jogo de

Partículas - Física e Química A - Química - Bloco 2 - 11.º/12.º ano. Lisboa: Texto Editores, Lda. e Martins, I. P.,

& al., e. (2003). Programa de Física e Química A, 11.º ou 12.º ano. Mistério da Educação

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2. Transferir um pouco da solução para um tubo de ensaio muito pequeno

3. Colocar o tubo de ensaio, alternadamente, em banho de água a ferver e

num banho de gelo

4. Apreciar a alteração na coloração do conteúdo do tubo de ensaio após a

variação de temperatura provocada.

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B – EFEITO DA VARIAÇÃO DA CONCENTRAÇÃO

1. Preparar 100 mL de uma solução de cromato de potássio pesando 0,78 g

da substância e adicionando água desionizada até perfazer o volume.

2. Preparar 100 mL de uma solução de dicromato de potássio pesando

1,47 g da substância e adicionando água desionizada até perfazer o

volume.

3. Deitar num tubo de ensaio (tubo 1) cerca de 5 mL de solução aquosa de

cromato de potássio e noutro tubo de ensaio (tubo 2) cerca de 5 mL de

dicromato de potássio.

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4. Adicionar à solução 1, gota a gota, ácido sulfúrico, até se verificar

mudança de cor da solução.

5. Ao novo sistema em equilíbrio, adicionar, gota a gota, solução de

hidróxido de sódio, até nova mudança de cor.

6. De novo, adicionar ácido sulfúrico ao sistema reaccional, gota a gota, até

nova mudança de cor.

NOTA: As soluções de cromato e dicromato devem ser preparadas por um grupo

e usadas por todos.

As soluções de ácido sulfúrico e hidróxido de sódio foram preparadas pela

professora, dados os riscos inerentes aso seu manuseamento.

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REGISTO E TRATAMENTO DE DADOS

A - EFEITO DA VARIAÇÃO DA TEMPERATURA

A solução apresenta uma cor rosa avermelhado quando é colocada no banho de

gelo, e uma coloração mais arroxeada quando é aquecida.

B – EFEITO DA VARIAÇÃO DA CONCENTRAÇÃO

A adição de ácido sulfúrico à solução amarela de cromato de potássio, fez com

que a solução ficasse laranja.

A adição de hidróxido de sódio a essa solução, fez com que ela retomasse a sua

cor amarela.

DISCUSSÃO DOS RESULTADOS

Para compreender os resultados é importante compreender também as

reacções com que estamos a trabalhar.

EFEITO DA VARIAÇÃO DA TEMPERATURA:

Para o estudo do efeito da variação da temperatura, usou-se o cobalto de

cobre II hexa-hidratado. Esta é uma reacção endotérmica, que se pode

representar pela seguinte equação:

CoCl2. x  H2O  (aq) ⇋ CoCl2. (x   −  y)H2O  (aq)  +  y  H2O  (l)  ;    (∆H   >  0)  

 

A forma mais hidratada do cloreto de cobalto tem cor rosa-avermelhada e a

forma menos hidratada tem cor azul.

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De acordo com o Princípio de Le Chatelier, sendo esta reacção endotérmica no

sentido directo, é favorecida pelo aumento da temperatura, ou seja, vai

intensificar-se a cor azul. Por diminuição da temperatura intensificar-se a cor

rosa.

EFEITO DA VARIAÇÃO DA CONCENTRAÇÃO

Para estudar o efeito da variação da concentração no equilíbrio, utilizaram-se

soluções de cromato e dicromato de potássio, que estabelecem a seguinte

reacção de equilíbrio:

CrO42-­‐  (aq)  +  2H+  (aq)⇋  Cr2O72-­‐  (aq)  +  H2  O(l)  

Quando o cromato de potássio (K2CrO4), se dissolve em água, obtêm-se uma

solução de cor amarela. Quando se dissolve dicromato de potássio de potássio

(K2Cr2O7), obtêm-se uma solução de cor laranja.

Adicionando ácido (ácido sulfúrico, H2SO4) à solução de CrO42- (solução

amarela), o sistema vai evoluir no sentido directo intensificando a cor laranja.

Se, pelo contrário adicionamos uma base (solução aquosa de hidróxido de sódio,

NaOH), este reage com H+, diminuindo a concentração deste e o sistema vai

evoluir no sentido inverso, intensificando a cor amarela.

Os resultados obtidos experimentalmente são consistentes com os esperados

teoricamente. Salientasse apenas que a cor azul da forma menos hidratada de

cobalto de cobre não foi observada, provavelmente por a solução não estar

saturada. Verificou-se, no entanto, uma variação na cor para arroxeado.

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CONSIDERAÇÕES

1. A solução de cloreto de cobalto pode ser reutilizada por outros alunos,

evitando-se desperdícios desnecessários e minimizando problemas

ambientais resultantes da sua eliminação. No final das actividades, o

cloreto de cobalto (II) deve ser recuperado por cristalização.

2. A solução de dicromato de potássio serve apenas para controlo de cor

pelo que pode preparar-se uma quantidade menor.

3. Se apenas existir cromato ou dicromato de potássio, a experiência pode

realizar-se na mesma, não havendo apenas o controlo de cor.

BIBLIOGRAFIA

Dantas, M. d., & Ramalho, M. D. (2009). Caderno de actividades laboratoriais, Jogo

de Partículas - Física e Química A - Química - Bloco 2 - 11.º/12.º ano. Lisboa: Texto

Editores, Lda.

Dantas, M. d., & Ramalho, M. D. (2009). Jogo de Partículas - Física e Química A -

Química - Bloco 2 - 11.º/12.º ano. Lisboa: Texto Editores, Lda.

Martins, I. P., & al., e. (2003). Programa de Física e Química A, 11º ou 12º anos.

Ministério da Educação.