Reacções e Estrutura de Sólidos Inorgânicos

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Edson Antas Bastos
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1 Unidade Curricular de Química Geral e Inorgânica Relatório do Trabalho Laboratorial n.º 6 Reacções e Estrutura de Sólidos Inorgânicos Elaborado por: Diana Patrícia Reis Cunha Jéssica Lopes Figueiredo Turma micf06 Data da realização da actividade: Data de entrega do relatório:

2 1 Objectivos: - Identificar o precipitado que se forma na reacção entre uma solução aquosa de Na 2 SO 4 e uma solução aquosa de BaCl 2. - Escrever a respectiva equação química. - Justificar as alterações ocorridas após a adição de uma solução de KMnO 4 à solução anterior e a uma solução de H 2 O. - Observar e explicar através de equações químicas as transformações associadas à adição de: HCl concentrado, HCl diluído, H 2 O 2 concentrado, H 2 O 2 diluído e Na 2 SO 3, ao precipitado identificado e a uma solução aquosa de KMnO 4. - Escrever as respectivas equações químicas e saber quem reage e é responsável pelas mudanças de cor. - Compreender as implicações que a variação no número de oxidação tem nas diferentes soluções. 2 Resultados: a) Identificação do precipitado (reacção química): Na 2 SO 4 (aq)+bacl 2 (aq) 2NaCl (aq)+baso 4 (s) (1) O precipitado que se forma é Sulfato de Bário (BaSO 4 ). b) Observações: Precipitado + Reagentes 1) HCl concentrado 2) HCl diluído Observações Formação de um anel precipitado com dois tons de rosa e com o sobrenadante transparente. Formação de um anel sobrenadante transparente com o precipitado cor de rosa. Verificou-se a existência de dois tons de rosa.

3 3) H 2 O 2 concentrado 4) H 2 O 2 diluído 5) Na 2 SO 3 acidificado Verifica-se a existência de um anel castanho entre o sobrenadante e o precipitado rosa. Ocorre a libertação de gás e existe efervescência. Aparecimento de um anel precipitado com dois tons de rosa e com o sobrenadante. Verifica-se a existência de um anel castanho, de um precipitado rosa e de um sobrenadante de cor branca. Reagentes Observações Solução de KMnO4 + 1) HCl concentrado A solução passa rapidamente de rosa para incolor. Não ocorre a mudança de cor 2) HCl diluído da solução mas verifica-se que as paredes do tubo de ensaio ficam castanhas. Existe efervescência e 3) H 2 O 2 concentrado libertação de gás. A solução passa de rosa a castanho. 4) H 2 O 2 diluído Libertação de gás. A solução ficou castanha. 5) Na 2 SO 3 acidificado A solução passa de rosa a transparente. c) Identificação das reacções químicas: HCl Concentrado: 2 (MnO H + +5e - Mn 2 +4 H 2 O) 5 (2 Cl - Cl 2 +2e - ) 2 KMnO 4 (aq)+ 16 HCl (aq) 2 KCl (aq) + 5 Cl 2 (aq) + 8 H 2 O (aq) + 2 MnCl 2 (s) HCl Diluído: 2 (MnO H + + 3e - MnO H 2 O) 3 (2 Cl - Cl 2 +2e - ) 2KMnO 4 (aq) + 8 HCl (aq) 2 MnCl 2 (s) + 4 H 2 O (aq) + 3 Cl 2 (aq) + 2KCl (aq)

4 H 2 O 2 Concentrado e diluído: 2 (MnO H + +5e - Mn H 2 O) 5 (H 2 O 2 O H + + 2e - ) 2KMnO 4 (aq) + H 2 O 2 (aq) 2KOH (aq) + MnO 2 (s)+ O 2 (g) NaSO 3 Diluído: 2x(MnO H + + 3e - MnO H 2 O) 2-3x( SO 3 + 2HO - SO H 2 O+ 2 e - ) 2KMnO 4 (aq)+ 3 Na 2 SO 3 (aq) +H 2 O (aq) 2 MnO 2 (s) + 3 Na 2 SO 4 (aq) + 2 KOH (aq) 3 - Discussão: Inicialmente, quando adicionámos sulfato de sódio e cloreto de bário observámos uma solução com coloração branca. No entanto, depois de adicionarmos permanganato de potássio a solução adquiriu uma cor violeta característica do mesmo. Depois de colocarmos a solução na centrífuga ocorreu a reação (1) com formação de um precipitado de cor branco/rosa claro, ou seja, formou-se BaSO 4. Já quando adicionámos água e permanganato de potássio a solução também adquiriu uma cor violeta. Quando ao tubo de ensaio, que continha o precipitado, adicionámos HCl concentrado formou-se MnCl 2, e portanto o nosso precipitado deveria apresentar cor branca, dado que o MnCl 2 é incolor (estado de oxidação do catião passa de +7 para +2). Desta forma a reação não explica a cor castanha que verificámos no precipitado. Podemos então concluir que ocorreu uma segunda reação entre o MnCl 2 que se formou e KMnO 4 que não reagiu aquando da primeira reação. Desta última reação forma-se MnO 2 cuja cor é castanha (número de oxidação passa de +7 para +2). Podemos assim afirmar que a primeira reação não foi completa. Por comparação quando adicionámos HCl concentrado à solução que não continha precipitado, apenas água e permanganato de potássio, verificámos que a solução passou de violeta a incolor como era esperado, uma vez que se formou MnCl 2 que é incolor. O estado de oxidação do catião passa de +7 a +2 e é devido a esta mudança no número de oxidação que existe mudança de cor. Estamos na presença de reacções redox. O mesmo aconteceu quando adicionámos Na 2 SO 3 ao tubo de ensaio que continha um precipitado. Verificámos a existência de um anel acastanhado devido há formação de MnO 2 que apresenta também cor castanha, ocorrendo assim mudança no número de oxidação do catião. Já no tubo de ensaio que continha apenas água e permanganato ficou incolor devido há mudança do número de oxidação do catião de +7 a +2. Quando ao tubo de ensaio que continha o precipitado adicionámos H 2 O 2 verificámos efervescência e libertação de gás que na verdade é O 2. Nesta reação também se formou o anel castanho que se deveu há mudança do número de oxidação do catião de +7 para +4. Existiu pois a formação de MnO 2. sendo que ao número de oxidação +4 está associada a cor castanha. E o mesmo acontece quando adicionamos o H 2 O 2 ao tubo de ensaio com água e permanganato pois o número de oxidação volta a mudar de +7 para +4 e daí o aparecimento das paredes do tubo

5 castanhas. Ocorreu também libertação de gás e efervescência devido à liberação de O 2. É de realçar ainda o facto de os tubos de ensaio terem ficado quentes o que significa que a reação é exotérmica. Por observação de todos os tubos de ensaio verificámos que acontecia o mesmo quer nos tubos de ensaio que continham o precipitado quer naqueles que só continham água com permanganato de potássio. Concluímos assim, que o sulfato não reage em nenhuma das reações, sendo que é o permanganato que reage em todos os tubos de ensaio. - Podemos ainda afirmar que MnO 4 se reduz com muita facilidade apresentando vários estados de oxidação que apresentam uma cor específica. Ao número de oxidação +4 está associada a cor castanha e ao número de oxidação +2 está associado o incolor. O permanganato apresenta diferentes tipos de comportamento consoante o meio onde está ( básico, neutro ou ácido). É de notar ainda que a velocidade da reação é maior para os reagentes com concentração mais elevada, como por exemplo com o HCl e o H 2 O 2 concentrados, cuja a velocidade é superior que à do HCl e H 2 O 2 diluído.

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