UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA DEPARTAMENTO DE QUMICA E EXATAS DQE DISCIPLINA: QUMICA INORGNICA EXPERIMENTAL I DISCENTE: VANESSA NERES SANTANA DOCENTE: MARLUCIA BARRETO LICENCIATURA EM QUMICA TURMA P 01

PRTICA 04ELEMENTOS DO BLOCO p. GRUPO 14.

JEQUIFEVEREIRO/20131.0 Introduo

Os elementos do grupo 14so caracterizados pela configurao da camada de valncia ns2np2. Tem como primeiro elemento, o carbono, o mais importante elemento para os seres vivos, seguido pelo silcio, que um dos elementos fundamentais para a tecnologia moderna.O carbono o nico elementoda tabela peridica que forma mais de 1.000.000 de compostos e tem seu prprio ramo da qumica, a chamada qumica orgnica. O carbono distintamenteum no metal, silcio e germnio so metaloides e estanho e chumbo so metais.O carbono o elemento que possui maior destaque, entre todos deste grupo, uma vez que, existe at uma parte da Qumica para estudo dos compostos de carbono, a Qumica Orgnica. Isso devido a grande quantidade compostos orgnicos, que so milhares. O carbono ocorre livre na natureza, em suas conhecidas formas alotrpicas: diamante, grafite e carvo.O diamante bastante conhecido e utilizado desde muito tempo, sendo citado no velho testamento. O grafite tambm muito conhecido e usado desde a antiguidade, com a finalidade de escrever e marcar outras superfcies. O conhecimento referente aos compostos de carbono datado desde a antiguidade, no entanto, este elemento s foi reconhecido como tal, no sculo XVIII. A partir da, vrias aplicaes surgiram e foram definidas para os compostos de carbono, tais como a importncia do CO2para a fotossntese e o petrleo para o desenvolvimento industrial no sculo XX.O silcio outro elemento deste grupo que apresenta grande importncia, pois um elemento altamente abundante. Ele se encontra distribudo pela crosta terrestre em formas diversas de muitos silicatos, sendo um dos principais compostos de silcio, a slica, SiO2 xido de silcio.Compostos de silcio so usados desde a fabricao de vidros, polmeros de silicone e at materiais semicondutores eletrnicos, utilizados em dispositivos de informtica.Os outros elementos deste grupo: germnio, estanho e chumbo so tambm bastante conhecidos e utilizados, principalmente, o estanho e o chumbo que so usados e trabalhados desde muito tempo, seja na fabricao de ligas metlicas importantes como o bronze (Cu + Sn) ou nos seus usos separadamente

2.0 Objetivos

2.1) Verificar propriedades de alguns elementos do grupo.2.2) Verificar propriedades de compostos de alguns elementos do grupo.

3.0 Materiais e Reagentes

Coluna de vidro; Rolhas de borracha; Tubo em forma de U; Bico de Bunsen; Tubos de ensaio; Placa aquecedora; Conta-gotas; Carvo ativado; Soluo de permanganato de potssio 0,01 mol/litro; Acido sulfrico concentrado; Chumbo metlico; Estanho metlico; Soluo de cido clordrico a 10% (m/v); Soluo de cido ntrico a 10% (m/v); Soluo de fenolftalena a 0,1% (m/v); Bicarbonato de sdio; Carbonato de sdio; Carbonato de potssio; Carbonato de magnsio; Agua de cal (ou barita); Soluo de cido clordrico 1,0 mol/litro; Soluo de silicato de sdio a 25% (m/v); Sulfato de cobre; Hidrxido de amnia; Slica-gel triturada; Soluo de hidrxido de sdio a 25% (m/v); Cloreto de estanhoso; Nitrato de chumbo (II); Nitrato de estanho (II); Cromato de potssio;

4.0 Procedimento experimental

4.1 Propriedades do carvo.

4.1.1) Passar por uma coluna de adsoro previamente empacotada com carvo ativado, uma soluo de permanganato de potssio 0,01 mol/litro. O experimento foi repetido usando o carvo comum. Observar. 4.2 Comportamento do chumbo e estanho em meio cido.

4.2.1) Em um tubo de ensaio, colocar pedaos de chumbo. Adicionar soluo de cido clordrico a 10% (m/v). Repetir o experimento usando a soluo de cido ntrico a 10% (m/v). 4.2.2) Repetir todo o experimento do item 4.2.1, utilizando agora, aparas de estanho.

4.3 Dissoluo de gs carbnico em gua.

4.3.1) Em um tubo de ensaio, colocar algumas gotas de soluo de fenolftalena a 0,1 % (m/v) e deixar passar, lentamente, uma corrente de gs carbnico. Observar. Transferir metade da soluo para outro tubo de ensaio e aquec-lo cuidadosamente por um tempo aproximadamente de 10 minutos.

4.4 Obteno do gel do cido silcico.

4.4.1) Juntar 4,00 ml de soluo de silicato de sdio a 25% (m/v) a igual volume de cido clordrico concentrado. Observar o que se forma ao final de 20 minutos.

4.5 Propriedades adsorventes da slica-gel.

4.5.1) Dissolver uma pequena quantidade de sulfato de cobre em gua e juntar, gota a gota, uma soluo de hidrxido de amnio at que a mistura se torne azul escura. Adicionar cerca de 2,0 g de slica-gel triturada e agitar a mistura durante 5 minutos. Observar. Decantara soluo, desprezar o lquido sobrenadante e lavar a slica-gel 3 a 4 vezes com gua. Juntar 2,00 ml de soluo de cido clordrico 6,0 mols/litro e agitar.

4.6 Carter anftero dos hidrxidos de estanho e chumbo.

4.6.1) Obter, a partir de solues salinas contendo ons Sn+2 e Pb+2, precipitados dos seus hidrxidos e investigar o seu carter anftero. Como fonte de OH-, usar a soluo de hidrxido de sdio a 30% (m/v). Como fonte de on hidrognio, usar soluo de cido clordrico 6,0 mols/litro.

4.7 Hidrlise dos sais.

4.7.1) Dissolver, separadamente, uma pequena quantidade de carbonato de sdio e de silicato de sdio em gua e determinar o pH de ambas as solues. 4.7.2) Colocar uma pequena quantidade de cloreto estanhoso slido em um tubo de ensaio seco; adicionar cerca de 2,00 ml de gua. Testar o pH da mistura. Adicionar 3,00 ml de soluo de cido clordrico 6,0 mols/litro. Observar.

4.8 Compostos insolveis de Pb+2.

4.8.1) Em dois tubos de ensaio distintos, colocar uma pequena quantidade de um sal de chumbo e dissolv-la em gua. Adicionar ao primeiro tubo, soluo de cromato de potssio e, ao segundo, soluo de carbonato de sdio. Observar os resultados.

5.0 Resultados e Discusso

5.1 Propriedades do carvo: Na coluna que continha o carvo ativado, foi observado a filtragem da soluo de permanganato de potssio, de violeta para incolor. Enquanto na coluna que continha o carvo comum, no houve filtragem. Isso pode ser explicado porque o carvo ativado uma forma de carbono puro de grande porosidade, apresenta notveis propriedades atribudas sua rea superficial, entre elas, a remoo de impurezas dissolvidas em soluo. Tendo a capacidade de coletar seletivamente gases, lquidos e impurezas no interior dos seus poros, sendo por isso vastamente utilizado em sistemas de filtragem. 5.2 Comportamento do chumbo e estanho em meio cido:

Ao adicionar cido clordrico ao chumbo, houve um aquecimento e liberao de gs. E ao adicionar cido ntrico, houve liberao de gs.cido clordrico adicionado ao estanho, foi observado uma perda de brilho do metal. E ao adicionar cido ntrico, houve uma lenta liberao de gs.

Reao 1: Pb (s) + 2 H+(aq) Pb2+(aq) + H2 (g)

Pb(s) + 2HCl(aq) PbCl2(aq) + H2(g) (cloreto de chumbo)

Reao 2: 2Pb(s) + 8HNO3(aq) 2Pb(NO3)2(aq) + 4NO2(g) + 4H2O (nitrato de chumbo)

Reao 3: 4HCl(l) + Sn(s) SnCl4(aq)+2H2(g). (cloreto de estanho II)

Reao 4: 2Sn(s) + 8HNO3(aq) Sn(NO3)2(aq) + 4NO2(g) + 4H2O (nitrato de estanho II)A reao do chumbo com o cido clordrico pode ser explicado pelo potencial de oxidao, tendo o chumbo ( Pb (s) Pb +2 + 2e-) o potencial de,+0.13V, enquanto o on de hidrognio ( possui o potencial de 0,0V. Portanto, como o potencial de oxidao do chumbo maior em relao ao do hidrognio, ele atua como agente redutor, sendo oxidado, formando o cloreto de chumbo e os ons de hidrognio so reduzidos, havendo assim a liberao de gs hidrognio. Na reao do chumbo com o cido nitrito, houve a liberao do gs dixido de nitrognio, onde o chumbo tambm foi oxidado, dando origem ao nitrato de chumbo.Como o estanho possui potencial de oxidao +0.14V, sendo maior que o potencial dos ons de hidrognio presentes no cido, ele oxidado, explicando assim a perda de brilho na reao, formando o cloreto de estanho. J com o cido nitrito, houve uma lenta liberao de gs, dixido de nitrognio, e a oxidao do metal, formando o nitrato de estanho.

5.3 Dissoluo de gs carbnico em gua:

Ao passar uma corrente de gs carbnico, a soluo de fenolftalena, a reao que antes era rosa, ficou incolor, e aps ser aquecida a soluo voltou a colorao rosa.

Reao 1:

(cido carbnico)Reao 2:

Reao 3:H2CO3(aq) CO2(g) + H2O

Como a fenolftalena um indicador de cido e base, e em meio cido ela fica incolor e em meio bsico ela fica rosa. Ento a soluo que inicialmente possua uma colorao rosa, ou seja, de carter bsico, ficou incolor com a passagem da corrente de gs carbnico, havendo uma reao, e a formao do cido carbnico. Ao aquecer a soluo, o cido carbnico foi se descompondo, ocorrendo diminuio da concentrao de H+, onde a soluo voltou a adquirir um carter bsico, se tornando rosa novamente.

5.4 Obteno do gel do cido silcico. Ao ser adicionado silicato de sdio ao cido clordrico concentrado, houve uma liberao de calor, e aps um tempo a formao de um solido branco gelatinoso.

Reao: Na2SiO3(aq) +2 HCl(aq) NaCl(aq) + H2SiO3(gel) (cido silcico) O silicato de sdio um exemplo de sal de cadeia infinita chamados de pyroxenos. Nestes compostos as cadeias so paralelas umas s outras e so presas pelos ctions que esto entre elas. Obviamente a exata identidade dos ctions de menos importncia para a estrutura. Devido fora das cadeias e tambm relativa fraqueza das foras eletrostticas entre os ons dos metais, esperado que a substncia rasgasse paralelamente s cadeias. O cido clordrico por ser um cido forte encontra-se totalmente dissociado. Os prtons provenientes de suas molculas atacam os locais onde se encontram os ctions de sdio. Forma-se o cido meta-slico, H2SiO3, que possu caractersticas de gel devido presena de molculas de gua em sua estrutura.

5.5 Propriedades adsorventes da slica-gel.

Ao adicionar gotas da soluo de amnio soluo de sulfato de cobre, as mesmas adquiriu uma colorao azul escura, depois da adio da slica gel triturada, foi observado que a slica adquiriu a colocao da soluo, aps ser lavada, no houve nenhuma reao, mas ao adicionar o cido clordrico a slica ficou verde.

Reao: 2Cu2+ (aq) + 8NH+4(aq) 2[Cu(NH3)4](aq)2+

O azul da soluo caracterstica do on de cobre hidratado. Com a adio de gotas de amnio, a sua cor se intensificou, ficando azul escuro, isso acontece devido a presena de outro on complexo. Como pode ser observada na reao a cima. Sendo a slica gel, grnulos amorfos e basicamente um xido de silcio. Ela adquire colorao azul escura, ao ser colocada na soluo, porque a mesma possui propriedades adsorventes (grande capacidade em desidratar o ambiente), graas a sua porosidade. Ao ser lavada no houve nenhuma modificao. Mas ao ser adicionado o cido clordrico, foi observado que a mesma adquiriu uma colorao esverdeada. Onde o cido removeu das porosidades da slica, parte dos ons adsorvidos da soluo.

5.6 Carter anftero dos hidrxidos de estanho e chumbo.

Ao adicionar uma base forte a soluo contendo on estanhoso, foi observada a formao de precipitado. J na adio do cido clordrico, no houve nenhuma reao visvel. Na adio da base forte a soluo salina contendo on de chumbo, foi observada a formao de um precipitado branco, que logo aps a agitao do tubo, foi diludo. J ao adicionar o cido clordrico a soluo, foi observada a formao de um precipitado branco.

Reao 1: Sn2+(aq) + 2OH(aq) Sn(OH)3 (s)

Sn(OH)2(s) + OH(aq) Sn(OH)3(aq)

Reo 2: Sn(s) + 2H+(aq) Sn2+(aq) + H2(g)

Reao 3: Pb2+(aq) + 2OH(aq) Pb(OH)2(s)

Pb(OH)2(s) + OH(aq) Pb(OH)3(aq)

Reao 4: Pb(aq)+ HCl(aq) PbCl2(s)+ H2(g)

Como pode ser observado na reao 1, houve a formao do hidrxido de estanho (II), o mesmo por possuir carter anftero, e diludo no excesso de base, formando o on estanito. Em soluo bsica o estanho atua como agente redutor, sendo o on estanito, facilmente oxidado em on estanato, Sn(OH)62. Mesmo no havendo nenhuma reao visvel, o on estanato diludo lentamente em meio cido. Ocorrendo como mostra na reao 2, a oxidao do estanho e a liberao de gs hidrognio. Como observado na reao 3, h a formao do precipitado hidrxido de chumbo, sendo esse precipitado anftero, diludo na soluo restante de base da reao e converte-se em on plumbito. Ao adicionar cido clordrico a soluo de chumbo, ocorreu a formao do precipitado cloreto de chumbo, como pode ser observado na reao 4. O Cloreto dechumbo(II) precipita da soluo com a adio de fontes decloreto em solues aquosas de compostos de chumbo (II).

5.7 Hidrlise dos sais.

Na soluo aquosa de carbonato de sdio foi encontrado o pH = 11. Na soluo de silicato de sdio teve o pH = 14. J na soluo de cloreto estanho foi encontrado o pH = 2. Ao adicionar a cido clordrico a soluo de cloreto estanhoso, no foi observada nenhuma reao.

Reao : Na2SiO3(s) + H2O(l) H2SiO3(aq) + OH(aq)- (silicato de sdio)

Reao : Na2CO3(s) + H2O(l) H2CO3(aq) + OH(aq)- (carbonato de sdio)

Na soluo salina de carbonato de sdio, o pH = 11, isso indica uma soluo de carter bsico. Isso explicado porque, esse sal originado de uma base forte (hidrxido de sdio) e um cido fraco (cido carbnico), quando sofre hidrolise, liberao de hidroxila, o que explica o seu carter bsico. Na soluo salina de silicato de sdio, foi encontrado pH = 14, o que caracteriza uma soluo de carter bsico. Como esse sal tambm originado de um cido fraco (cido silcico) e uma base forte (hidrxido de sdio). Na hidrolise, liberao de hidroxila. J na soluo de cloreto estanhoso, o pH= 2, o que indica uma soluo de carter cido. Por ser oriundo de um cido forte (cido clordrico), e uma base fraca (hidrxido de estanho), hidrolise do ction e a liberao de H3O+. Mesmo no sendo observado nenhuma reao aparente, na adio do cido clordrico a soluo de cloreto estanhoso. Essa reao em alguns casos forma um sal bsico pouco solvel. Quando adicionado o cido clordrico a soluo, ocorre o deslocamento do equilbrio para a esquerda, favorecendo a decomposio dos produtos e a formao dos reagentes. Ocorrendo assim a decomposio do sal.

Reao: SnCl 2 (aq) + H2O(l) Sn(OH)Cl(s) + HCl (aq)

5.8 Compostos insolveis de Pb+2.

Ao adicionar o cromato de potssio soluo de chumbo, foi observado formao de um solido amarelo. J ao adicionar o carbonato de sdio a soluo de chumbo, foi observado formao de um solido branco.

Reao 1: Pb(aq)2+ + CrO2-4(aq) PbCrO4(s)

Pb(NO3)2(aq) + K 2CrO4(aq) 2K(NO3)(aq) + PbCrO4(s) (nitrato de chumbo) (cromato de potssio) (cromato de chumbo)

Reao 2: Pb(aq)2+ + CO2-3(aq) PbCO3(s)

Pb(NO3)2(aq) + Na2CO3(aq) 2 Na(NO3)(aq) + PbCO3(s) (nitrato de chumbo) (carbonato de sdio) (carbonato de chumbo)

Como pode ser observado na reao 1, os ons de chumbo da soluo de nitrato de chumbo, reagiram com os ons de cromato, formando o cromato de chumbo, um solido insolvel amarelo. J na reao 2, os ons de chumbo, reagiram com os ons de carbonato, formando o carbonato de chumbo, um solido insolvel branco. Tanto a cor amarela, quando a cor branca, caraterstica de seus respectivos ons, de cromato de carbonato. Por esses ons de chumbo possurem poder polarizaste, ele tem forte tendncia a covalncia, tendo esses ons a ter baixa solubilidade em solues aquosas.

6.0 Concluso

Com a anlise dos resultados obtidos, pode-se afirmar que se obtiveram resultados satisfatrios, foi possvel verificar propriedades de alguns elementos do grupo e suas reatividades, a partir de diferentes experimentos. Verificando tambm propriedades de compostos de alguns elementos do grupo e compostos que continham os elementos estudados.

7.0 Referncias Bibliogrficas

- BROWN, Theodore L., H Eugene Lenay, Jr., Bruce E. Brusten Qumica, a cincia central, 9 edio, So Paulo: Editora Pearson Pratice Hall, 2005..

- LEE, J. D. Qumica Inorgnica no to concisa. 5. ed. So Paulo: Blucher, 2011.

- http://www.seara.ufc.br/sugestoes/quimica/quimica027.htm.