UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ                             CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS                               DEPARTAMENTO DE QUÍMICA                   

  PRÁTICA 12: REAÇÕES QUÍMICAS: DUPLA TROCA E COMPLEXAÇÃO

                             PROFESSOR: ALAN                         ALUNAS: BEATRIZ VERRI RA:92868                             CAMILA MACEDO RA:93693                             FERNANDA CAROLINE BRITO RA:92959                            JULIA SANTANA RA:96454                             QUÍMICA EXPERIMENTAL TURMA 002                       

                            MARINGÁ- AGOSTO                                     2015 

Introdução:

Reações químicas: é um fenômeno onde os átomos permanecem intactos. Durante as reações as moléculas iniciais são “desmontadas” e os seus átomos são reaproveitados para “montar” novas moléculas, caracterizam-se pela mudança de cor, absorção ou liberação de calor, liberação de gás, formação de precipitados, de produtos menos ionizados e reações de neutralização. Ex.: fabricação de remédios, preparo de alimentos;                                                Tanto no nosso dia-a-dia quanto no laboratório são comuns realizarmos reações químicas em soluções com água, alguns desses compostos podem reagir e formarem produtos que não tenham as mesmas propriedades, no caso estes recebem o nome de precipitados. As reações químicas de dupla-troca ocorrem somente nestas soluções aquosas e os reagentes estão sempre dissociados ou ionizados, e podem ser sais, ácidos ou bases. Reações de dupla-toca: dois reagentes reagem formando dois produtos, ou seja ,se duas substancias compostas reagirem dando origem a novas substancias compostas recebem essa denominação                                      AB+XY[Símbolo]AY+XB Ex.: a reação entre o acido sulfúrico com hidróxido de bário produz água e sulfato de bário.                                    H2SOH4(aq)+Ba(OH)2(aq)[Símbolo]2H2O(l)+BaSO4(s) O produto sulfato de bário: BaSO4(s) é um sal branco insolúvel.   Nesta prática abordaremos dois tipos de reações em soluções aquosas que são: a de precipitação, onde o produto é geralmente pouco insolúvel e devemos considerar sua solubilidade e quantidade no composto e a reações de complexação, onde ocorre dupla troca de íons, gerando um íon complexo como produto, que significa um complexo agregado formado quando um íon metálico se liga a vários outros íons ou moléculas ao seu redor, tais agregados, as unidades do agente complexante, são os ligantes podem ser removidos ou substituídos por outros ligantes, em varias reações ou apenas uma. 

Objetivos:

-Prever, com auxílio da tabela de solubilidade, as reações que ocorrem com formação de precipitado;-Identificar o ligante na reação de complexação.

Materiais:

Experimento 01: Reações de dupla troca 1) 7 tubos de ensaio; 2) Pipeta graduada; 3) Soluções: hidróxido de amônio, nitrato de ferro III, nitrato de chumbo, iodeto de potássio, sulfato de cobre II, cloreto de bário, ácido clorídrico, hidróxido de sódio, cloreto de ferro III e cromato de potássio.

Experimento 02: Reação de Complexação

1) 3 tubos de ensaio;2) Pipeta graduada;3) Soluções: Sulfato de cobre, hidróxido de amônio, hidróxido de sódio e cloreto de amônio.

Procedimento:

Experimento 01: Foram enumerados sete tubos de ensaio de 1 a 7, transferindo-se, com uma pipeta graduada, 3,00 mL de cada solução abaixo para um tubo limpo e seco.

Tubo 1 Hidróxido de amônio (NH₄OH)+ Nitrato de ferro III (Fe(NO₃)₃

Tubo 2 Nitrato de chumbo (Pb(NO₃)₂+ Iodeto de potássio (KI)

Tubo 3 Sulfato de cobre II (CuSO₄)+ Cloreto de bário (BaCl₂)

Tubo 4 Hidróxido de amônio (NH₄OH)+ Ácido clorídrico (HCl)

Tubo 5 Hidróxido de sódio (NaOH)+ Cloreto de bário (BaCl₂)

Tubo 6 Cloreto de ferro III (FeCl₃)+ Hidróxido de sódio (NaOH)

Tubo 7 Cromato de potássio (K₂CrO₄)+ Cloreto de bário (BaCl₂)

Depois, para cada reação anotou-se as evidências observadas (mudança de cor, formação de gases e precipitado, mudança de temperatura, etc.), escreveu-se a equação molecular, equação iônica completa e a equação iônica líquida, todas equilibradas e identificou-se qual o composto que precipita.

Experimento 02:

Foi enumerado três tubos de ensaio de 1 a 3 e:*Adicionou-se 5,00 mL de solução 0,1 mol/L de sulfato de cobre aos tubos 1, 2 e 3;*Acrescentou-se ao tubo 1, 0,25 mL (5 gotas) de solução 0,7 mol/L de hidróxido de amônio e depois, agitou-se e observou;*Acrescentou-se ao tubo 2, 0,25 mL (5 gotas) de solução 0,1 mol/L de hidróxido de sódio e depois, observou-se e comparou com o tubo 1;*Acrescentou-se ao tubo 1 mais solução de hidróxido de amônio (cerca de 10 mL) e observou-se;*Acrescentou-se ao tubo 2, cerca de 10 mL de solução de hidróxido de sódio e observou-se;*Acrescentou-se ao tubo 3, 0,25 mL (5 gotas) de solução 0,1 mol/L de hidróxido de sódio, agitou-se, foi acrescentado aproximadamente 5 mL de solução 0,1 mol/L de cloreto de amônio e observou-se; Por fim, foram escritas as equações químicas balanceadas para as reações e foi explicado o que ocorre em cada tubo após a adição de cada reagente.

Tabela-Solubilidade de algumas substâncias químicas Solubilidade em água

Substância Regra Geral Exceções

Nitratos (NO₃⁻)Cloratos (ClO₃⁻)Permanganatos (MnO₄⁻)Sais de metais alcalinos, sais de

amônia (NH4+ )

Solúveis

Acetatos (C₂O₂²⁻) Solúvel Ag+ (*)

Fluoreto (F⁻)Cloreto (Cl⁻)Brometo (Br⁻)Iodeto (I⁻)Hidróxido (OH⁻)Sulfeto (S²⁻)Sulfato (SO₄²⁻)Cromato (CrO₄²⁻)

InsolúvelSolúvelSolúvelSolúvelInsolúvelInsolúvelSolúvelInsolúvel

Ag+, NH4+, alcalinos

Ag+, Pb²+, Hg ²+ (*)

Ag+ , Pb²+ , Hg ²+ (*)

Ag+ , Pb²+, Hg ²+ (*)

Alcalinos, Ba²+(*), Ca²+ (*)

NH4+ ,alcalinos , alcal. Ter.

Pb²+, Ba²+(*), Sr²+ (*),Ca²+ (*)

NH4+, Cu+, Mn²+, alcalinos

Carbonato (CO₃²⁻)Borato (BO₃⁻)Fosfato (PO₄³⁻)Oxalato (C₂O₄²⁻)Sulfito (SO₃²⁻)Cianeto (CN⁻)Arseniatos (AsO₄²⁻)Ferricianetos [Fe(CN)₆³⁻)

Ferrocianetos [Fe(CN)₆4⁻)

Insolúvel

Resultados e discussão: 

Os resultados obtidos no experimento 1 estão representados a seguir: 

Tubo 1: Hidróxido de amônio e nitrato de ferro (III) 3 Na4OH(aq) + Fe(NO3)3(aq) [Símbolo] Fe(OH)3(s) + 3 Na4NO3(aq) 

Tubo 2: Nitrato de chumbo e iodeto de potássio Pb(NO3)2(aq) + 2 KI(aq) [Símbolo] PbI2(s) + 2 KNO3(aq) 

Tubo 3: Sulfato de cobre (III) e cloreto de bário CuSO4(aq) + BaCl2(aq) [Símbolo] CuCl2  +  BaSO4 

Tubo 4: Hidróxido de amônio e ácido clorídrico NH4OH(aq) + HCl(aq) [Símbolo] H2O + NH4Cl(aq) 

Tubo 5: Hidróxido de sódio e cloreto de bário 2 NaOH(aq)+ BaCl2(aq) [Símbolo] Ba(OH)2  +  2 NaCl(diss) 

Tubo 6: Cloreto de ferro (III) e hidróxido de sódio FeCl3(aq) + 3 NaOH(aq) [Símbolo] Fe(OH)3  +  3 NaCl(s) 

Tubo 7: Cromato de potássio e cloreto de bário K2CrO4(aq) + BaCl2(aq)  [Símbolo] BaCrO4  + K2Cl2 

Os resultado obtidos no experimento 2 estão representados a seguir: 

Tubo 1: Sulfato de cobre e hidróxido de amônio CuSO4(aq) + NH4OH(aq) [Símbolo] (NH4)2SO4  +  Cu(OH)2 

Tubo 2: Sulfato de cobre e hidróxido de sódio CuSO4(aq) + NaOH(aq) [Símbolo] Cu(OH)2  +  Na2SO4 

Tubo 3: Sulfato de cobre e hidróxido de sódio CuSO4(aq) + NaOH(aq) [Símbolo] Cu(OH)2  +  Na2SO4 Posteriormente Na2SO4(aq) + 2 NH4Cl(aq) [Símbolo] (NH4)2SO4(aq) + 2 NaCl(s) 

No experimento 1, nos tubos de 1 a 7 ocorreu reação de dupla troca, sendo que no primeiro tubo houve uma reação com presença de precipitado marrom avermelhado. No segundo tubo, foi possível notar a reação através da mudança de coloração onde, inicialmente, havia dois reagentes incolores que após a reação entre eles detectou-se a formação de um precipitado amarelo sólido e insolúvel (PbI2) e uma solução aquosa e incolor de nitrato de potássio (KNO3). No tubo 3, houve precipitado e não houve mudança de coloração, visto que o sulfato de cobre possui uma coloração azul e o cloreto de bário é incolor. Nos tubos 4 e 5, foi possível observar que assim como os reagentes, o produto formado também era incolor. No entanto, no tubo 5 é possível afirmar que houve uma dissolução do NaCl (um dos produtos da reação), uma vez que este não forma precipitado. No tubo 6, observou-se a formação de um produto alaranjado sem a presença de precipitado. Por fim, no tubo 7, devido ao cloreto de bário ser incolor, predominou a coloração amarela do cromato de potássio. No experimento 2, realizou-se reações de complexão. Onde, no primeiro tubo houve a reação de sulfato de cobre com hidróxido de amônio, como o sulfato de cobre é azul, o produto observado manteve essa coloração, sendo que houve uma leve mudança no tom do azul porém não significativa e com a presença de pouco precipitado. Ao adicionar cerca de 10 mL de hidróxido de amônio percebe-se que a solução adquire uma coloração azul escuro e sem o aparecimento de precipitado. No segundo tubo, ao adicionar gotas de hidróxido de sódio não se observou nenhuma mudança, porém ao adicionar 10 mL dessa substância, percebe-se a formação de um precipitado azul claro. Por fim, no terceiro tubo, ao adicionar gotas de solução de hidróxido de sódio, agitar e então adicionar cerca de 5 mL de cloreto de amônio, observou-se uma coloração azul claro com a presença de pouco precipitado.   

Conclusão: 

A prática 12 teve por objetivo comprovar as previsões de formação de precipitado feitas pelas reações de dupla troca na primeira parte do experimento e também analisar os ligantes de uns dos complexos de cobre na segunda parte do experimento, sendo assim na primeira parte foi utilizada na tabela de solubilidade. Pode-se concluir portanto que tanto para o experimento 1 quanto para o 2 os objetivos foram alcançados, visto que, no primeiro todas as substâncias da tabela dadas como insolúveis formaram precipitado, ou seja, ocorreu o resultado esperado. Já para o segundo experimento, pode-se observar no três tubos que inicialmente houve a coloração azul clara, pois com as reações entre as substâncias obteve-se um produto em comum: o íon complexo de cobre que tem como ligante a água. Depois, nos tubos 1 e 3 obteve-se como produto o íon complexo de cobre que tem como ligante a amônia, que também apresenta uma coloração azul.

Referências Bibliográficas:

-Apostila de química experimental.