Relatrio de Qumica Geral
G15
1- Introduo
O alumnio o terceiro elemento mais abundante na crosta
terrestre. A disponibilidade de bauxita, o minrio bruto do qual
obtido o alumnio, praticamente inesgotvel. O alumnio por ser um
elemento com alto potencial oxidante, no encontrado in natura, ou
seja, puro na natureza. um metal to amplamente usado nos dias de
hoje devido a caractersticas como leveza, resistncia, aparncia,
entre outras, alm de ser encontrado formando compostos [Andrade,
2002].
O processo de obteno do alumnio a partir da bauxita faz uso do
carter anftero do seu xido Al2O3. Nesse processo o Al2O3 tratado
com uma soluo aquecida de NaOH, e o xido de alumnio se dissolve
formando Al(OH)4-. A impureza de Fe2O3, que no anftero, permanece
dissolvida e pode ser removida por filtrao. A soluo aquecida de
Al(OH)4-, quando resfriada, conduz precipitao de Al(OH)3. O Al(OH)3
purificado aquecido at formar Al2O3, que ento dissolvido em uma
mistura, em fuso, de criolita e ento eletrolizado para produzir
alumnio metlico no catodo [Mahan, 1995]. Propriedades Fsicas e
Qumicas
Em contrate com o boro, o alumnio elementar tipicamente metlico.
Todavia, em alguns de seus compostos, o alumnio apresenta
propriedades que lembram semimetais, formando xidos anfteros e
haletos relativamente volteis. O potencial de eletrodo para o
alumnio mostra que o metal um forte agente redutor. Em
circunstncias ordinrias, contudo, a superfcie do alumnio recoberta
por uma camada densa, transparente, de xido que protege o metal
contra o ataque qumico. A cobertura de xido pode ser destruda por
amalgamao (liga de mercrio), e nesta condio, o alumnio apresenta
suas verdadeiras propriedades redutoras, dissolvendo-se facilmente
em gua com evoluo de hidrognio. A entalpia de formao do Al2O3
negativa (H = -1676 kJ/mol), e sua magnitude indica a maior
estabilidade desse composto. O xido de alumnio to estvel que o
alumnio metlico ira reduzir quase qualquer xido metlico ao estado
elementar, atravs do processo denominado aluminotermia. A forma
mais importante do xido anidro do alumnio, Al2O3, a -alumina. No
seu estado cristalino, a -alumina (corundum) bastante transparente,
resistente do ponto de vista mecnico, termicamente estvel,
excelente isolante eltrico, e muito resistente ao ataque de cidos
ou bases. Quando a alumina cristalina contm traos de certos ons de
transio, ela pode adquiri belas cores. O rubi uma -alumina que
contm pequenas quantidades de Cr+3. As solues aquosas dos sais de
alumnio so cidas por causa da facilidade de ionizao de um prton no
Al(H2O)6+3. O campo eltrico intenso dos ons pequenos, de cargas
altas, atrai os eltrons ds molculas de gua, tornando-as doadoras de
prtons [Mahan, 1995].O alumnio reage facilmente com o halognio,
mesmo a frio, formando os tri-haletos. O sulfato de alumnio
empregado em grandes quantidades. obtido tratando-se bauxita com
H2SO4 e usado como agente de floculao e de precipitao no tratamento
de gua potvel e de esgoto. Tambm usado na indstria do papel, e na
indstria txtil como mordente para tingimento. O alumnio se dissolve
em cidos minerais diludos liberando hidrognio. Contudo o HNO3
concentrado torna o metal passivo, pois produz uma camada protetora
de xido sobre a superfcie do metal, por ser um agente oxidante. O
alumnio tambm se dissolve na soluo de NaOH, formando hidrognio e
aluminato [J. D. Lee, 1999].Amalgamao
O amlgama uma mistura de mercrio (metal que lquido temperatura
ambiente) com ps de outros metais. Os vrios componentes so
misturados, colocados no local da restaurao e modelados. O material
amalgamado endurece. Este tipo de mistura usado desde o incio dos
anos 1800. Atualmente sua composio envolve, geralmente, mercrio,
prata, estanho, cobre e ndio [http://cdcc.usp.br].
2- Objetivo Geral
Verificar as reaes qumicas do alumnio.2.1- Objetivos
Especficos
Observar a reatividade do alumnio;
Verificar a ativao do alumnio por amalgamao;
Identificar os ons destes dois grupos de metais em solues de
sais;
Constatar a formao de xidos e hidrxidos de magnsio e clcio.
3- Materiais e Reagentes
A) Material e Equipamentos utilizados
Balana Analtica;
Bquer (100 mL);
Esptula; Estante para tubos de ensaio; Lmina de alumnio (lata de
bebida);
Lixa fina; Papel alumnio;
Papel de filtro;
Pipeta Graduada (10 ml);
Tubos de ensaio;
Vidro de relgio.B) Solues e Reagentes
cido clordrico 3 M (HCl);
Cloreto de mercrio P.A. (HgCl2);
Hidrxido de sdio 5 % (NaOH); Iodeto de potssio (KI);
Iodo slido;
4 Procedimentos Experimentais
I) Ativao do alumnio lixando a superfcie1. Neste primeiro
momento, colocou-se uma fina lmina de alumnio (papel alumnio) sobre
a boca de um tubo de ensaio. Fez-se uma pequena depresso sobre o
tubo;2. Em seguida, lixou-se levemente a superfcie de outra lmina
fina de alumnio (papel alumnio) com o auxlio de uma lixa fina.
Depois, colocou-se tambm sobre a boca de um tubo de ensaio, com a
parte lixada para cima, fazendo-se uma pequena depresso; 3.
Posteriormente, colocou-se sobre as duas lminas acima preparadas
algumas miligramas de iodo e algumas gotas de soluo de iodeto de
potssio;4. Observou-se o efeito corrosivo nas duas lminas durante
1h;
5. Comparou-se o tempo necessrio para que a corroso conseguisse
furar as duas lminas.II) Ativao do alumnio por amalgamao1. Neste
primeiro momento, lixou-se a superfcie de uma lmina de alumnio
(lata de bebida) com uma lixa fina;2. Depois, esfregou-se a
superfcie lixada com um pedao de papel de filtro molhado com uma
gota de soluo de cloreto de mercrio; 3. Em seguida, observou-se o
efeito corrosivo na superfcie do alumnio aps alguns minutos.
III) Anfoterismo do hidrxido de alumnio1. Neste primeiro
momento, raspou-se a tinta da superfcie de uma lmina de alumnio
(lata de bebida) com uma lixa fina, para retirada da tinta. Em
seguida, cortou-se o alumnio em pedaos pequenos e pesou-se duas
pores de 1,0 g do mesmo;
2. Depois, em um bquer, colocou-se uma das pores do alumnio. Em
seguida, acrescentou-se, lentamente, soluo de cido clordrico 3
mol/L at que todo o alumnio fosse consumido;3. Em outro bquer,
colocou-se a outra poro de alumnio. Em seguida, acrescentou-se
soluo de hidrxido de sdio a 5%;
4. Posteriormente, observou-se o comportamento dos dois
reagentes em relao ao tempo de reao, isto , em qual mistura o
reagente foi mais rapidamente consumido. 5- Resultados e
Discusses
I) Ativao do alumnio lixando a superfcie 1 reao: 2 Al(s) + 3 I2
Al2O3 + KI 2 AlI3(aq) 2 reao: 2 Al(s) + 3 I2(s) KI 2 AlI3(aq)
Nesta primeira reao, o alumnio metlico e o iodo slido reagiram
durante um perodo de 13 minutos, na presena de um catalisador, a
soluo de iodeto de potssio, formando um trihaleto de alumnio,
devido a sua reatividade com os halognios. J na segunda reao, houve
tambm a formao de um trihaleto de alumnio, porm o tempo de reao foi
menor, em torno de 6 minutos, devido presena, na superfcie do papel
alumnio, de um xido de camada densa e transparente que protege o
metal contra o ataque qumico.
II) Ativao do alumnio por amalgamao
Reao: 4Al + 6 HgCl2(aq) + 6 H2O 6 HgO +4 AlCl3 + 6 H2
Nesta reao, Quando se colocou a gota de HgCl2 na chapa de
alumnio, ocorreu a formao de precipitado cinza e formao de bolhas,
indicando a formao do xido de mercrio, que tem cor cinza por causa
do mercrio,com liberao de hidrognio.
III) Anfoterismo do hidrxido de alumnio
1 reao: 2Al(s) + 6 HCl(aq) 2 AlCl3(aq) + 3 H2(g)
2 reao: 2Al(s) + 2 NaOH(aq) + 4H2O 2 NaAlO2 . 2H2O + 3H2 (g)
Nesta primeira reao, quando se colocou o alumnio metlico na
soluo de cido clordrico ocorreu uma lenta corroso com pequena
liberao de hidrognio. J na segunda reao, quando se colocou o
alumnio metlico na soluo de hidrxido de sdio houve uma rpida
corroso do metal com posterior liberao de hidrognio.6- Concluso
Podemos concluir que, o alumnio e seus compostos so muito
reativos. Em relao a reaes com halognios, reagiu com iodo,
comprovando com isto a sua propriedade qumica segundo a literatura
de reagir facilmente com estes compostos formando tri-haletos, a
primeira reao ocorreu mais lenta devido a presena, na superfcie do
alumnio, de um xido transparente que protege a superfcie do alumnio
contra o ataque qumico. Em relao reao com cloreto de mercrio, a
cobertura do xido pode ser destruda por amalgamao (liga com
mercrio), indicando nestas condies as verdadeiras propriedades
redutoras do alumnio, nesta reao ocorreu a formao de uma camada
cinza na superfcie da lamina de alumnio, que segundo a literatura
um xido de mercrio (HgO) que tem tal colorao. Em relao ao carter
anftero do alumnio podemos perceber que este reage tanto com cidos
quanto com bases, segundo as propriedades qumicas do alumnio, ele
reage com cidos minerais diludos liberando hidrognio e formando o
seu sal equivalente, uma demora na reao do alumnio com o cido
deve-se ao tempo que leva para o cido reagir com o filme de xido
que protege a superfcie do alumnio, assim removendo-o, o alumnio
tambm se dissolve numa soluo aquosa de NaOH (ele portanto, anftero)
formando hidrognio e o aluminato.7- Referncias Bibliogrficas
ANDRADE, M. L. A. et al. A indstria do alumnio: desempenho e
impactos da crise energtica. 5 ed. So Paulo: Gandra, 2002;MAHAN, B.
M. Qumica: Um curso universitrio. 4. ed. So Paulo : Edgard Blucher,
2003;
LEE, J. D. Qumica Inorgnica no to concisa. 5. ed. So Paulo:
Edgard Blucher, 1999;
SILVA, R. R. da, Bocchi, N., Rocha-Filho, R. C. Introduo Qumica
Experimental. So Paulo, McGraw-Hill, 1990. pp. 39-41.
Amalgamao. Disponvel em: Acesso em 18 Out.2009.ANEXOS -
Exerccios1. Descrever todas as reaes ocorridas em cada experimento,
atribuindo suas nomenclaturas.
R= Reaes citadas no relatrio.1 experimento
Al(s) = Alumnio metlico
I2 = Iodo molecular AlI3(aq) = Iodeto de alumnioAl2O3 = xido de
alumnio2 experimento
Al = Alumnio metlico
HgCl2 = cloreto de mercrio II
H2O = gua
HgO = xido de mercrio II
AlCl3 = Cloreto de alumnio
H2 = Hidrognio gasoso
3 experimento
Al = Alumnio metlicoHCl = cido clordrico
AlCl3 = Cloreto de alumnioH2 = Hidrognio gasosoNaOH = Hidrxido
de sdio
H2O = gua NaAlO2 . 2H2O = Aluminato de sdio dihidratado2. Quais
as propriedades do iodo no experimento I.
R = haleto que esta fazendo o papel de agente oxidante, pois
oxidou o alumnio metlico de 0 para +3.3. Explicar o processo de
amalgamao que foi realizado no experimento II.
R = Explicado na introduo terica.4. Qual o produto gasoso
formado em cada caso no experimento III.
R = Nos dois casos h a liberao de hidrognio gasoso.5. Fazer uma
avaliao da aula prtica realizada, em relao :
a) relevncia do contedo;
b) metodologia;
c) satisfao nos experimentos;d) organizao;
e) sugestes para possveis melhorias.[Digite texto]
4 3 Relatrio de Qumica Inorgnica e Mineralogia 2009/2
