Alex Relatorio

5/9/2018 Alex Relatorio - slidepdf.com

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Objetivo

Foram realizadas atividades práticas de eletrólise no qual utilizou algumas soluções

tais como: Ácido sulfúrico, Iodeto de potássio, brometo de potássio no laboratório de

química da Universidade Federal Rural de Pernambuco utilizando equipamentos e

vidrarias adequadas para este tipo de análise. Os objetivos principais foram: verificar

que através da indução de corrente elétrica é possível realizar uma reação não

espontânea levando-se em conta de uma reação muito importante a de óxido-redução.



Introdução

Os halogênios apresentam comportamento químico muito parecido e formamcompostos com propriedades semelhantes. Todos produzem sais de sódio, entre os quaiso cloreto de sódio, ou sal de cozinha, é o mais conhecido. A capacidade de reação ou decombinação com outros elementos é tão grande nos halogênios que raramente sãoencontrados em estado livre na natureza. Aparecem, sobretudo na forma de saisdissolvidos na água do mar, ou em extensos depósitos salinos originados em erasgeológicas remotas pela evaporação de mares interiores.

Em condições ambientais normais, o cloro ocorre em estado gasoso; o iodo emestado sólido; e o bromo, em estado líquido. A característica química fundamental doshalogênios é seu poder como agente oxidante. Essa característica permite que o átomodo halogênio aceite mais um elétron em sua configuração, para atingir um arranjoeletrônico mais estável. No processo, o átomo adquire carga elétrica negativa e torna-seum íon. Cl2, Br 2, I2, tem em comum uma química que é essencialmente não metálica,embora em alguns casos especiais eles devem possuir algum grau de caráter positivonos seus compostos.

A atividade oxidante dos halogênios aumenta com a diminuição do

raio atômico, sendo o flúor o oxidante mais forte. Suas propriedades redutoras

apresentam-se muito fracas, sendo o iodo, em comparação com os outros

halogênios, um redutor mais forte.

Os halogênios são bastante abundantes e possuem diversas aplicações, principalmente, seus compostos, que podem ser aplicados no cotidiano das pessoas,assim como na indústria de uma forma em geral.

Devido a esta alta reatividade podem ser perigosos ou letais para organismos vivos seem quantidade suficiente. O cloro e iodo são usados como desinfetantes para água

potável, piscinas, ferimentos recentes, pratos, etc. Eles matam bactérias e outrosmicroorganismos. Sua reatividade também é útil no branqueamento de materiais. Ocloro é o agente ativo da maioria dos branqueadores usados na produção de papel, por exemplo. São tóxicos (exceto o iodo), voláteis em condições ambientais, podendoocasionar queimaduras na pele e nas vias respiratórias.



Materiais e reagentes utilizados

• 01 fonte de corrente contínua;

• 01 voltímetro;

• 01 tubo em “U”;

• 02 eletrodos de platina;

• tubos de ensaio (15x200mm);

• 01 pipeta graduada de 50mL;

• 01 balão de fundo redondo;

• 01 conexão de vidro com rolha de borracha para balão;

• 01 manta aquecedora

• 01 suporte universal com garra;

•

01 pêra;• Solução de KCl 0,1 mol/L;

• Solução de KBr 0,1 mol/L;

• Solução de KI 0,1 mol/L;

• Dióxido de Manganês;

• Ácido sulfúrico concentrado;

•

Ácido clorídrico concentrado;• Ácido nítrico concentrado;

• Tetracloreto de carbono.



Metodologia

1- Preparação química do cloro;

• Colocou-se água destilada num erlenmeyer;• Colocou-se 1g de dióxido de manganês em pó num balão de fundo redondo;

• Adicionou-se 5 ml HCl no balão;

• Agitou-se e acoplou-se a conexão no balão ao erlenmeyer;

• Fonte aquecedora aqueceu-se o balão;

• Observou-se a reação.

2- Preparação química de bromo;

• Pegou-se um tubo de ensaio;

• Adicionou-se 2 ml de brometo de potássio;

• Adicionou-se 2 ml de água de cloro e agitou-se;

• Adicionou-se 1 ml de tetracloreto de carbono e agitou-se;


3- Preparação química de iodo;



• Pegou-se um tubo de ensaio;

• Adicionou-se 2ml de iodeto de potássio;

• Adicionou-se 2ml de água de cloro e agitou-se;

• Adicionou-se 1ml de tetracloreto de carbono e agitou-se;• Observou-se a reação.

4- Preparação química de iodo usando bromo;

• Com ajuda de uma pipeta e de uma pêra foi transferido para um tubo de ensaio a

fase de tetracloreto de carbono resultante na preparação química de bromo;

• Adicionou-se 2ml de solução de iodeto de potássio no tubo e agitou-se;


5- Eletrólise da água acidificada com H2SO4;

• Colocou-se água acidificada com H2SO4 (Ácido sulfúrico) num bécker;

• Colocou-se água acidificada em dois tubos de ensaio até encher por total;

• Sem que deixasse entrar ar nos tubos, colocou-se emborcado dentro do bécker;

• Com o auxílio de um voltímetro testou-se a passagem de elétrons nos eletrodos

de platina;

• Colocaram-se os dois eletrodos de platina um em cada tubo de ensaio;

• Foi ligada a fonte e observou-se;

•

Após algum tempo, pegou-se o tubo que continha o gás recolhido no cátodo eaproximou-se uma vela;

• Pegou-se o outro tubo que continha o gás obtido pelo ânodo e com uma vela

logo após de apagada foi introduzida no tubo;

• Observou-se.



6- Preparação de cloro, bromo e iodo por eletrólise;

• Utilizou-se dois eletrodos de platina e um tubo em U para efetuar a eletrólise das

seguintes soluções:

1. Solução de KCl (Cloreto de potássio);

2. Solução de KBr (Brometo de potássio);

3. Solução de KI (Iodeto de potássio).

• Após cada eletrólise, transferiu-se com uma pipeta 2ml de solução da região do

ânodo para um tubo de ensaio;

• Em cada solução obtida adicionou-se 1ml de tetracloreto de carbono;

• Agitou-se e observou-se.



Resultados e discussões

A prática realizada foi dividida em dois momentos, um deles foi a preparação

química do cloro, do bromo e iodo e no outro realizou-se a eletrólise da solução de

ácido sulfúrico, iodeto de potássio e brometo de potássio.

Preparação química do Cloro:

Aquecendo o dióxido de manganês com ácido clorídrico no balão, observou-se a

cor que estava sendo formada dentro dele, no qual estava ficando esverdeado.

Aconteceu à exalação do gás cloro no qual foi identificado pelo forte odor. O gás cloro

desprendeu com seu aquecimento e foi recolhido na água destilada, verificamos que

ficou com uma coloração esverdeada, devido ao gás cloro. Para ser comprovada a

existência do cloro, adicionou-se iodo e o produto apresentou-se duas fases mostrando a

existência do cloro.

Reação: MnO2(s) + 4HCl(aq) Mn+2 + Cl2 + 2Cl- + 2H2O

Preparação química do bromo:

Ao misturar a solução de brometo de potássio com água de cloro, observamos

uma coloração amarela e logo em seguida adicionamos tetracloreto de carbono, no qual

formou-se duas fases, uma fase ficou com cor laranja e a outra amarela.

Reação: 2K + + 2Br - + Cl2 Br 2 + 2Cl- + 2K +



2Br - + Cl2 Br 2

Preparação química do Iodo:

Foi feita no mesmo procedimento da preparação química do bromo, sendosubstituído o brometo de potássio por iodeto de potássio. Observou-se que ao misturar oiodeto de potássio com água de cloro, a solução tornou-se laranjada e misturando asolução laranjada ao tetracloreto de carbono observou-se que o tetracloreto não misturacom a água. Com isso, notaram-se duas fases, no qual a de baixo apresentou-se umacoloração roxa, que é o iodo, e a de cima apresentou uma coloração marrom.

Reação: 2K + + 2I- + Cl2 I2 + 2Cl2- + 2K +

Preparação química de iodo usando bromo:

Com o auxílio de uma pipeta, foi retirado o tetracloreto de carbono do tubo de

ensaio da preparação química do bromo para outro tubo de ensaio contendo solução de

iodeto de potássio. Observamos que formou duas fases, no qual a de baixo com

coloração roxa, indicando o iodo e a de cima amarela.

Reação: 2K + + 2I- + Br 2 I2 + 2Br - + 2K +

Eletrólise da solução de Iodeto de potássio:

A solução estava preparada e ao induzir corrente elétrica no qual foi aplicado

elétrons através do ânodo e pelo iodeto de potássio ser considerado um sal obtido pelo

produto de um ácido forte o ácido clorídrico e uma base forte o hidróxido de potássio

sofreria um processo de dissociação quase que completa como pode-se observar a

formação das seguintes espécies na equação química abaixo:

KI (aq) K + + I- + OH- + H+ + H2O



Observa-se na equação acima que o cátion hidrogênio, o cátion potássio e o

ânion iodo estariam em grande concentração na solução já a hidroxila em pequena

quantidade. O fato para que o cátion potássio e o ânion iodo estar em grande

concentração é devido a ser um sal obtido pela reação entre um ácido forte e uma baseforte por conseqüência possui tendência em se dissociar ou ionizar quase que 100%.

Os respectivos íons durante o processo foram recolhidos pelos seus respectivos

eletrodos, ou seja, o ânodo (-) recolheu as espécies catódicas enquanto o cátodo (+)

recolheu as espécies anódicas e estes levariam de volta em mesma proporção

completando assim o circuito elétrico, já água por apresentar ambos os pólos tanto

poderia ser recolhida pelo eletrodo catiônico ou aniônico. Durante a eletrólise observou-

se a formação do gás hidrogênio e iodo na mesma proporção como pode-se observar nas proporções estequiométricas da equação global abaixo:

2e- + 2H+ H2 Eq. Parcial

2I- I2 + 2e- Eq. Parcial

2H+ 2I- I2 + H2 Eq. Global

Vale salientar que o precursor do gás hidrogênio é o próprio cátion hidrogênio

presente na solução mais para a formação do gás iodo é o próprio da dissociação do

iodeto de potássio.

Eletrólise da solução de brometo de potássio:

A solução estava preparada e ao induzir corrente elétrica no qual foi aplicado

elétrons através do ânodo e pelo brometo de potássio ser considerado um sal obtido

pelo produto de um ácido forte o ácido bromídrico e uma base forte o hidróxido de

potássio sofreria um processo de dissociação quase que completa como pode-se

observar a formação das seguintes espécies na equação química abaixo:

HBr (aq) H+ + Br - + OH- + H+ + H2O



Observa-se na equação acima que o cátion hidrogênio, o cátion potássio e o

ânion iodo estariam em grande concentração na solução já a hidroxila em pequena

quantidade. O fato para que o cátion potássio e o ânion bromo estar em grande

concentração é devido a ser um sal obtido pela reação entre um ácido forte e uma baseforte por conseqüência possui tendência em se dissociar ou ionizar quase que 100%.

Os respectivos íons durante o processo foram recolhidos pelos seus respectivos

eletrodos, ou seja, o ânodo (-) recolheu as espécies catódicas enquanto o cátodo (+)

recolheu as espécies anódicas e estes levariam de volta em mesma proporção

completando assim o circuito elétrico, já a água por apresentar ambos os pólos tanto

poderia ser recolhida pelo eletrodo catiônico ou aniônico. Durante a eletrólise observou-

se a formação do gás hidrogênio e bromo na mesma proporção como pode-se observar nas proporções estequiométricas da equação global abaixo:

2e- + 2H+ H2 Eq. Parcial

2Br - Br 2 + 2e- Eq. Parcial

2H+ + 2Br - H2 + Br 2 Eq. Global

Vale salientar que o precursor do gás hidrogênio é o próprio cátion hidrogênio

presente na solução mais para a formação do gás iodo é o próprio da dissociação do

brometo de potássio



Conclusões

A prática realizada foi de suma importância acadêmica, visto que foi observado

que através de uma indução de corrente elétrica é possível realizar reações não

espontâneas.

Foi verificado como é importante para que a eletrólise seja eficiente a grande

necessidade de transformar uma corrente alternada em uma corrente continua e

verificação adequada dos ajustes dos equipamentos para que a prática não seja

ineficiente. Observou-se que quando ocorreu a formação de gás hidrogênio e oxigênio

respectivamente a quantidade do gás hidrogênio foi teoricamente o dobro da do gás

oxigênio de acordo com a com as proporções estequiométricas. Vale salientar que as

reações químicas foram evidenciadas através da mudança de coloração, formação de gás

e a presença desses gases foi comprovada durante a aula prática.

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. Logo, espera-se que possam desenvolver e ampliar a capacidade decompreensão de fenômenos, dados e de análise crítica dos resultados obtidos.



Referências Bibliográficas

1. LEE, J.D. (1999). Química Inorgânica não tão concisa. Capitulo: 16, páginas:293 a 301.

2. MASTERTON, Willian L. (1990). Princípios de Química. Capitulo: 23, paginas: 498 a 508. e Capitulo: 24, paginas: 513 a 525.

Questões



1 Em princípio, um procedimento semelhante àquele utilizado para produção

de cloro com dióxido de manganês seria eficaz para produção de bromo e de

iodo? Por que?

Sim, o dióxido de manganês é utilizado para tirar todo cloro da solução, liberando-o

em forma de gás, pois o manganês é um íon espectador. Por serem da mesma família,

tanto o Bromo como o Iodo possuem propriedades semelhantes as do Cloro. O bromo e

o iodo são halogênios que se oxidam muito fácil entrando em contato com o dióxido de

manganês irão formar Br 2 e I2 por ser um forte agente.

1. Quais as semi-reações e a reação total em cada eletrólise efetuada? Em

quais delas ocorre eletrólise apenas do solvente, resultando após a eletrólise

uma solução mais concentrada do que a solução inicial?

1) MnO2(s) + 4HCl(aq) Mn+2 + Cl2 + 2Cl- + 2H2O

2) 2K + + 2Br - + Cl2 Br 2 + 2Cl- + 2K +

2Br - + Cl2 Br 2

3) 2K + + 2I- + Cl2 I2 + 2Cl2- + 2K +

4) 2K + + 2I- + Br 2 I2 + 2Br - + 2K +

5) 2H2O O2 + 4H+ + 4e-

4e- + 4H+ 2H2

2H2O O2 + 2H2



6) H2O O2 + H2

7) 2K +

+ 2Cl-

+ H2O Cl2 + 2K +

+ H2

2K + + 2Cl- Cl2 + 2é + 2K +

2é + 2H+ + H2O H2 + H2O

2Cl- + 2H+ H2 + Cl2

8) 2Br - Br 2 + 2é

2é + 2H+ + H2O H2 + H2O

2Br - + 2H+ Br 2 + H2

9) 2I- I2 + 2é

2é + 2H+ + H2O H2 + H2O

2I- + H2O H2 + I2

3Entre as substâncias cloro, bromo e iodo, qual o oxidante mais forte e o mais

fraco?

O iodo, por ter um potencial de oxidação mais elevado, é considerado o oxidante

mais forte. em contra partida, pelo fato de o cloro apresentar um potencial de oxidação

menor, é considerado o oxidante mais fraco.



4 A eletrólise de uma solução de ácido clorídrico diluído produz oxigênio no

ânodo, enquanto para ácido clorídrico concentrado há produção de cloro.

Aponte uma explicação para o fenômeno.

Observou-se que em HCl diluído ao sofrer o fenômeno de dissociação ou

ionização o íon cloro fica em pequena quantidade menor que a do oxigênio presente

na solução, já o concentrado ocorre o oposto sendo favorável a formação do gás

cloro.

5. Apresentar um resumo de no máximo uma folha falando sobre extração com

solvente orgânico.

A extração com solventes orgânicos é a transferência de íons, específicos, de umasolução pouco concentrada para outra, mais concentrada, por meio do fenômeno de umsoluto se distribuir entre dois solventes imiscíveis, em contato. A extração por solventeé executada para se atingir o objetivo de separação – pois, a lixiviação não é tão seletivaquanto se deseja, e a presença de íons nocivos no procedimento extrativo demandamedidas adicionais de purificação da solução aquosa. Paralelamente, esse processo abrea possibilidade de se efetuar o enriquecimento de soluções diluídas – fato muitoimportante, pois abre a possibilidade de se trabalhar com volumes reduzidos de solução;isso significa: (i) menores investimentos em capital (com a supressão da compra demais equipamentos, ou equipamentos maiores ou mais potentes1); e (ii) maior

produtividade no procedimento extrativo.

Esse tipo de extração é utilizado na química orgânica, para separação, purificação econcentração de certas substâncias de misturas que ocorrem na natureza. Esse métodoestá baseado na propriedade física da substância: a solubilidade.Alguns líquidosorgânicos podem ser usados diretamente como solventes. Outros, contudo,são muitoviscosos e devem ser diluídos em líquidos orgânicos inertes (diluentes), tambémimiscíveis em água como, por exemplo, a querosene; nesse caso, a substância ativa édenominada genericamente de extratante. Nem sempre o extratante é totalmente solúvelno diluente; para melhorar essa propriedade, adiciona-se uma substância: o modificador .Independentemente do grau de complexidade da sua constituição, a fase orgânica

resultante é sempre chamada de solvente (estritamente, a fase aquosa também é umsolvente!).



Universidade Federal Rural de Pernambuco

Pró- reitoria de ensino de graduação



Departamento de Química

Relatório de Aula pratica

Propriedades dos

Halogênios

Reci fe, Junho de 2009

Universidade Federal Rural de Pernambuco

Pró- reitoria de ensino de graduação



Departamento de Química

Disciplina: Química experimental

Professores: Valberes Nascimento e Elaine

Propriedades dos

Halogênios

Equipe:

Alex Relatorio

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