GRUPO 16 OXIGÊNIO, ENXOFRE E SEUS COMPOSTOS. Laboratório de Química dos Elementos QUI

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1 GRUPO 16 OXIGÊNIO, ENXOFRE E SEUS COMPOSTOS O oxigênio é o elemento mais abundante na superfície da Terra, como elemento livre ele constitui cerca de 23% da atmosfera, em massa, e 46% da litosfera, e mais do que 85% da hidrosfera. Estima-se que o enxofre seja o nono elemento mais abundante no universo. Constitui cerca de 0,03% da crosta terrestre. Geralmente, pode ser encontrado como sulfetos, sulfatos e mesmo como enxofre elementar. À temperatura ambiente o oxigênio é um gás diatômico enquanto o enxofre é um sólido. Estes elementos possuem propriedades alotrópicas: oxigênio (O2 ou O3) e o enxofre apresenta duas formas cristalinas ( ou rômbico e ou monoclínico) e ambas são estruturas cíclicas não planas S8. Em reações químicas, o oxigênio pode reduzir a água oxigenada que é uma solução aquosa de peróxido de hidrogênio H2O2(aq). As reações de oxirredução envolvendo a água oxigenada como reagente constituem casos particulares de reações, pois ela pode atuar como agente oxidante e também como redutor. Diagrama de Latimer, em meio ácido, a 25ºC, para o Oxigênio Diagrama de Latimer, em meio básico, a 25ºC, para o Oxigênio

2 Diagrama de Latimer, em meio ácido, a 25ºC, para o Enxofre Objetivos desta prática: 1. Verificar algumas propriedades químicas do peróxido de hidrogênio. 2. Sintetizar enxofre e dióxido de enxofre. PARTE EXPERIMENTAL Procedimento 1: PROPRIEDADES QUÍMICAS DO PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO PROPRIEDADE OXIDANTE EXPERIMENTO 1 a. Em um tubo de ensaio adicionar 1mL de água destilada, 2 gotas de solução de ácido sulfúrico 6 mol/l de e 3 gotas de peróxido de hidrogênio 3%. b. A seguir, adicionar 1mL da solução de iodeto de potássio 1 mol/l. Verificar as alterações ocorridas no sistema. Quais alterações foram verificadas? 50

3 Represente a reação química de oxirredução ocorrida. EXPERIMENTO 2 a. Em um tubo de ensaio adicionar 1 ml de solução de cloreto de cromo (III) 0,2 mol/l e acrescentar 3 ml de água destilada. Em seguida, adicionar, gota a gota, 1 ml de solução de hidróxido de sódio 1 mol/l. Aguardar uns 5 minutos e verificar alguma alteração de cor no meio. b. Após, adicionar ao mesmo tubo de ensaio 0,5 ml de peróxido de hidrogênio 3% até nova alteração no sistema. Se necessário pode adicionar mais um pouco de água oxigenada. 2 CrCl3(aq) + 3 H2O2(aq) + 10 NaOH(aq) 2 Na2CrO4(aq) + 6 NaCl(aq) + 8 H2O(l) OBS: A solução de cloreto de cromo (III) deve ser preparada antes do seu uso. 51

4 Quais as alterações no sistema observadas no item a? Porque houve alteração da cor após adição de uma base? Represente a reação química ocorrida no item a. Quais as alterações no sistema observadas no item b? Porque houve alteração da cor após adição de peróxido de hidrogênio? 52

5 Represente as semi-reações químicas de oxidação e de redução ocorridas. PROPRIEDADE REDUTORA EXPERIMENTO 1 a. Em um tubo de ensaio adicionar 1mL de água destilada, 2 gotas de solução de ácido sulfúrico 6 mol/l e 3 gotas de peróxido de hidrogênio 3%. b. A seguir, adicionar 2 gotas de solução de permanganato de potássio 1 mol/l. Verificar as alterações ocorridas no sistema. 53

6 Quais as alterações no sistema observadas? Porque houve alteração da cor após adição de permanganato de potássio? Represente a reação química de oxirredução ocorrida. 54

7 EXPERIMENTO 2 a. Em um tubo de ensaio, adicionar 1 ml de solução de sulfato de sódio e 1 ml de solução de cloreto de bário. Decantar o precipitado formado. (Esta reação já foi realizada no grupo 2) b. Adicionar ao tubo de ensaio 1 ml de solução de permanganato de potássio 1 mol/l. Deixar a mistura em repouso por 5 minutos. c. Após, adicionar, gota a gota, solução de peróxido de hidrogênio 3%, sem agitar o sitema. Verificar as alterações ocorridas. Compare o resultado com o experimento 1 realizado acima. OBS: O BaSO4 adsorve os íons MnO4 -. A adição de H2O2 reduz apenas o MnO4 - presente na solução, porém não reduz o íon MnO4 - adsorvido pelo BaSO4. Represente a reação química ocorrida no item a. O que você observou no item b após 5 minutos de repouso? Represente a reação química ocorrida no sobrenadante. 55

8 EXPERIMENTO 3 a. Em um tubo de ensaio adicionar 2 ml de solução de carbonato de sódio 0,2 mol/l e 5 gotas de solução de nitrato de prata 0,2 mol/l. Verificar as alterações ocorridas no sistema. b. Após, adicionar lentamente, 3 gotas de peróxido de hidrogênio 3% e verificar nova alteração no sistema. Ag2O (s) + H2O2(aq) 2 Ag (s) + O2(g) + H2O(l) Represente a reação química ocorrida no item a. O que você observou no item b após adição de peróxido de hidrogênio? 56

9 Represente as semi-reações químicas de oxidação e de redução ocorridas. Procedimento 2: FORMAÇÃO DE ENXOFRE a. Adicionar em um tubo de ensaio 1mL de solução de tiossulfato de sódio (Na2S2O3) 0,5 mol/l. b. A seguir, adicionar 2mL de água destilada e 1mL de solução de ácido sulfúrico 6 mol/l. c. Se necessário, aquecer levemente o tubo de ensaio. Verificar as alterações ocorridas no sistema. Quem é o oxidante e redutor nesta reação química? Justifique. 57

10 Represente a reação química de oxirredução ocorrida. Informações importantes do cromo: Seu maior estado de oxidação é +6, ainda que estes compostos sejam muito oxidantes. Os estados de oxidação +4 e +5 são pouco frequentes, enquanto que os estados mais estados são +2 e +3. Também é possível obter-se compostos nos quais o cromo apresenta estados de oxidação mais baixo, porém bastantes raros. 58

11 Diagrama de Latimer Para o Cromo (meio ácido) Cr 2 O ,33-0,41-0,91 Cr 3+ Cr 2+ Cr Para o Cromo (meio básico) CrO ,13-1,10-1,40 Cr(OH) 3 Cr(OH) 2 Cr 59