EXP 3. EQUILÍBRIOS DE SOLUBILIDADE III

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1 EXP 3. EQUILÍBRIOS DE SOLUBILIDADE III OBJETIVOS Observar evidências experimentais que sugerem a ocorrência de reações de precipitação e complexação. Equacionar corretamente as reações envolvidas na precipitação e complexação. Escrever corretamente as fórmulas dos produtos formados. Usar dados eletroquímicos para determinar constantes de equilíbrio. TAREFA PRÉ-LABORATÓRIO Ler atentamente o roteiro do experimento. Prepare-se para o experimento lendo sobre o assunto (equilíbrios de solubilidade, formação de íons complexos ref. 2). Os potenciais determinados a partir de soluções 0,1 mol L -1 de sais de metais permitem a determinação direta de E o? Explique. Como será possível calcular Kps e Kf a partir de medidas de f.e.m.? Equacione. Traga os potenciais padrão das células 1-6. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 1. ESTUDOS QUALITATIVOS DE EQUILÍBRIO Reações de cátions usuais com base forte e base fraca envolvem precipitação e eventual redissolução com formação de complexos. Base forte gota a gota Base forte excesso Insolúvel no excesso (IE) O que ocorre? Me x+ Base fraca gota a gota ppt Base fraca excesso Dissolução Formação de complexo Insolúvel no excesso (IE) O que ocorre? Me x+ ppt Dissolução Formação de complexo Num tubo de ensaio adicione 6 gotas do cátion Me x+ (listados na tabela anexa). Inicialmente anote a coloração da solução e em seguida as cores dos produtos formados em cada reação. Execute os testes, observando cuidadosamente o que ocorre em cada caso.

2 Complete a tabela escrevendo as fórmulas dos produtos formados. Escreva, corretamente, as equações das reações observadas (ver modelo abaixo). a) Fe 3+ (aq) +3OH - (aq) Fe(OH) 3 (s) (ppt. vermelho acastanhado) Fe(OH) 3 (s) + OH - (aq) b) Fe 3+ (aq) + 3NH 3 (aq) 3 NH 4 + (aq) + Fe(OH) 3 (s) (ppt. verm. acast.) Fe(OH) 3 (s)+ 3NH 3 (aq) c) Cd (aq) + 2NH 3 (aq) 2 NH 4 + (aq) + Cd(OH) 2 (s) (ppt. branco) Cd(OH) 2 (s) + 6NH 3 (aq) [Cd(NH 3 ) 6 ] (aq) Incolor + 2OH - (aq) Preencha a tabela conforme os resultados. Anote as fórmulas e as cores dos produtos. Base forte (OH - (aq)) Base fraca (NH 3 (aq)) Cátion Gotas Excesso Gotas Excesso Ag + Hg 2 Hg Pb Sn Cu Bi 3+ Cd Al 3+ Cr 3+ Fe 3+ Fe Fe(OH) 3 (s) Vermelho acastanhado Fe(OH) 3 (s) Vermelho acastanhado Co Ni Mn Zn Mg

3 QFL 4020 Química Geral II Roteiros de Laboratório Construção e determinação de E o de pilhas As pilhas serão montadas sobre um pedaço de papel de filtro recortado de forma a apresentar quatro seções, conforme o exemplo apresentado na figura abaixo. Com auxílio de uma palha de aço, efetue o polimento de lâminas de Ag, Cu, Sn e Zn. Lave-as com água destilada e seque-as. Coloque o pedaço de papel de filtro recortado sobre uma placa de vidro plana. Molhe uma das seções do papel de filtro com algumas gotas de uma solução 0,1 mol L -1 de sulfato ou nitrato de cobre e coloque imediatamente a placa de cobre sobre a região umedecida. Pressione a placa contra o papel para permitir um bom contato. De maneira análoga, coloque nas outras seções do papel gotas de soluções 0,1 mol L -1 de sulfato ou nitrato de zinco, prata e estanho e as placas de zinco, prata e estanho, respectivamente. Tome cuidado para não trocar as placas. Cada metal deve ficar em contato com a solução do cátion correspondente. A seguir, adicione gotas de solução 1,0 mol L -1 de nitrato de sódio na parte central do papel, apenas o suficiente para que esta solução entre em contato com as quatro soluções aplicadas anteriormente. Com um voltímetro, meça imediatamente a f.e.m. das pilhas formadas pelos quatro eletrodos combinados dois a dois, anotando as polaridades dos eletrodos de cada pilha. Preencha a tabela abaixo. Atenção: descarte os resíduos nos respectivos frascos para recuperação.

4 Célula Eletrodo 1 Eletrodo 2 E cel (V) observado E o cel(v) calculado 1 Ag Zn 2 Ag Cu 3 Zn Cu 4 Sn Ag 5 Sn Zn 6 Sn Cu 3. Determinação de constantes de equilíbrio Prepare em um tubo de ensaio cada uma das misturas dadas na tabela abaixo. Por exemplo, Mistura 1: adicione 20 gotas de uma solução 0,10 mol L -1 de AgNO 3 e 2 gotas de uma solução 12 mol L -1 de HCl e reserve. Montagem das pilhas: Com auxílio de uma palha de aço, efetue o polimento de duas lâminas de Ag e uma lâmina de Zn. Lave-as com água destilada e seque-as. Coloque um pedaço de papel de filtro recortado (de acordo com o desenho do item 2) sobre uma placa de vidro plana. Molhe uma das seções do papel de filtro com algumas gotas de uma solução 0,1 mol L -1 de sulfato ou nitrato de prata e coloque imediatamente a placa de prata sobre a região umedecida. Pressione a placa contra o papel para permitir um bom contato. De maneira análoga, molhe outra seção do papel de filtro com algumas gotas de uma solução 0,1 mol L -1 de sulfato ou nitrato de zinco e coloque imediatamente a placa de zinco sobre a região umedecida. Pressione a placa contra o papel para permitir um bom contato. Em outra seção do papel adicione gotas do sobrenadante da mistura 1 (preparada acima) e ajuste imediatamente a placa do metal correspondente (dado na tabela, neste caso prata) sobre a região umedecida. A seguir, adicione gotas de solução 1,0 mol L -1 de nitrato de sódio na parte central do papel, apenas o suficiente para que esta solução entre em contato com as três soluções aplicadas anteriormente. Com um voltímetro, meça imediatamente a f.e.m. das pilhas formadas pelos três eletrodos combinados dois a dois, anotando as polaridades dos eletrodos de cada pilha. Com os dados obtidos calcule a concentração de Cl - em solução e o K ps do AgCl. Repita o procedimento usando as outras misturas especificadas na tabela abaixo (2 a 5) e os eletrodos correspondentes para determinar as constantes de equilíbrio. No caso da mistura 5 escolha outro eletrodo.

5 Nº Mistura Eletrodo K 1 20 gotas de 0,10 mol L -1 de AgNO 3 2 gotas de 12 mol L -1 de HCl Ag K ps do AgCl 2 20 gotas de 0,1 moll -1 AgNO 3 4 gotas de 1,0 mol L -1 KI Ag K ps para AgI gotas de 0,1 mol L -1 AgNO 3 10 gotas de 3,0 mol/l NH 3 10 gotas de 0,1 mol L -1 Cu(NO 3 ) 2 10 gotas de 3,0 mol L -1 NH 3 10 gotas de 0,1 mol L -1 Zn(NO 3 ) 2 10 gotas de 3,0 mol L -1 NH 3 Ag K f para Ag(NH 3 ) 2 Cu K f para Cu(NH 3 ) 4 Zn K f para Zn(NH 3 ) 4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. A.I. Vogel, Química Analítica Qualitativa, Ed. Mestre Jou, São Paulo, T.L. Brown, H.E. LeMay Jr., B.E. Bursten e J.R. Burdge, Química a ciência central, Pearson-Prentice Hall, São Paulo, 9ª. ed., 2005, cap J. B. Russell, "Química Geral", McGraw-Hill, 1982, cap. 19 (eletroquímica). 4. E.Giesbrecht et al., Experiências de Química- Técnicas e conceitos básicos (PEQ), Ed. Moderna e Ed. da Universidade de São Paulo (EDUSP), S. Paulo, 2 a ed., 1982,, cap. 14 (pilhas eletroquímicas).