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1. 1. Índice
Índice Página: Página: ...11 Introdução
Introdução ...11 Os Halogénios.
Os Halogénios...22 Propriedades físicas e químicas do Cloro.
Propriedades físicas e químicas do Cloro...22 Propriedades físicas e químicas do Bromo.
Propriedades físicas e químicas do Bromo...22 Propriedades físicas e químicas do Iodo.
Propriedades físicas e químicas do Iodo... 22 Objectivos:
Objectivos: ...44 Obtenção de Obtenção do Cloro e verificação das suas propriedades. Identificação dos iões Obtenção de Obtenção do Cloro e verificação das suas propriedades. Identificação dos iões Halogenetos.
Halogenetos...55 Obtenção do Cloro e verificação das suas propriedades.
Obtenção do Cloro e verificação das suas propriedades...66 Procedimentos:
Procedimentos: ...66 Esquema de
Esquema de montagem da montagem da Aparelhagem Aparelhagem ...77 3.1.3.
3.1.3. Observação: Observação: ...77 Identificação dos iões halogenetos com base nos métodos de Precipitação, Complexação e Identificação dos iões halogenetos com base nos métodos de Precipitação, Complexação e Redox.
Redox... 88 3.2.2. Esquema de montagem
3.2.2. Esquema de montagem da Aparelhagem da Aparelhagem ...88 3.2.3. 3.2.3. ObservaçãObservação o ...88 3.2.4. 3.2.4. Discussão: Discussão: ...99 3.3.1. 3.3.1. Procedimentos Procedimentos ...99 Discussão. Discussão... 1111 Conclusão. ... Conclusão. ...1111 Bibliografia: Bibliografia: ...1212 Introdução Introdução
A Química é uma ciência que estuda as substâncias e descreve as suas respectivas A Química é uma ciência que estuda as substâncias e descreve as suas respectivas propriedade
propriedades no âmbits no âmbito qualitao qualitativo e quativo e quantitatintitativo, correlacvo, correlacionando a tionando a teoria com eoria com a práticaa prática.. A análise dos gases constitui uma acção muito importante no campo de Pesquisa e A análise dos gases constitui uma acção muito importante no campo de Pesquisa e controles de componentes químicos em misturas (analise qualitativa elementar) e, assim controles de componentes químicos em misturas (analise qualitativa elementar) e, assim sendo, este presente relatório fará uma abordagem prática laboratorial e formativa sobre a sendo, este presente relatório fará uma abordagem prática laboratorial e formativa sobre a obt
obtençenção ão do do clcloro oro e e veverifrificaicaçãção o dadas s suasuas s propropripriededadeades, s, da da ididententifiificacação ção dodos s iõeiõess halogenetos a partir de reacções de precipitação, Complexação e Redox.
Os Halogénios.
Os Halogénios são uma família de elementos (Fluor, Cloro, Bromo, Iodo e Ástato) do VII-A da tabela periódica em que, na camada exterior (de valência) contem sete eletrões. Nota de observação: Todos elementos pertencentes a este grupo são extremamente tóxicos.
Propriedades físicas e químicas do Cloro.
O Cloro é o mais abundante (0,2%) dos halogéneos, ocorrendo como iao cloreto (Cl-)
combinado com outros iões (Na-, K -, Mg2+ e Ca2+) nos oceanos, na água do mar, lagos,
salgados e minas de sal-gema.
O Cloro é um forte oxidante e, a temperatura ambiente é um gás amarelo-esverdeado (armazenado em frasco de Quartzo/ ampolas), extremamente tóxico e de odor irritante. Reagem explosivamente com o Hidrogénio quando expostos à luz ultravioleta.
Pode ser preparado laboratorialmente, por oxidação química perante as reacções entre:
O óxido de Manganês IV (MnO2) ou Permanganato de Potássio com HCL(aq):
MnO2 (s)+ 4HCl(aq) MnCl2 (aq)+ 2H2O(l)+ Cl2↑
2KMnO4 (s)+ 16HCl(aq) 2MnCl2 + 2KCl(aq)+ 8H2O(l) + Cl↑
Propriedades físicas e químicas do Bromo.
O Bromo, a temperatura ambiente é um líquido vermelho de odor lancinante, tem elevada capacidade de oxidação em que facilmente combina-se com outros elementos e dissolve-se nos compostos orgânicos (Clorofórmio (CHCl3), Tetracloreto de Carbono
(CCl4), etc.).
É insolúvel em sais de Prata, formando precipitado amarelo e em presença de CCl4 a
solução toma a cor castanha.
Propriedades físicas e químicas do Iodo.
O Iodo, a temperatura ambiente é um solido cristalino altamente volátil, único halogeneto que ocorre na natureza em estado de oxidação positiva, sublima facilmente (por aquecimento) dando um vapor violeta (moléculas de I2).
O Iodeto pode ser diferenciado de Br - e Cl- pelo seu sal de Prata (AgI
(s)) que é insolúvel
em excesso de NH3.A sua presença pode ser confirmada pela oxidação de I- e I2, o que
Nitrato de Prata (AgNO3): em solução aquosa é um líquido incolor, sal inorgânico,
sólido a temperatura ambiente. Este composto é muito corrosivo pode queimar a pele) e traz enorme perigo para o meio ambiente (é um venenoso). Em contacto com o olho pode provocar vermelhidão, dor e embaçamento da visão.
Clorofórmio: é um líquido incolor, cuja fórmula é CHCl3. Apresenta uma viscosidade semelhante à da água e uma densidade de 1,48 g/ml. É um solvente importante de colas, resinas, gorduras, elementos como o enxofre e o iodo, e de uma grande variedade de compostos orgânicos.
Água de Cloro (H2O.Cl2): é uma solução que se obtém dissolvendo-se Cloro em água
de uma forma lenta formando ácido Hipoclórico (HOCl) e acido clorídrico (HCl(aq)), de
acordo com a equação: Cl2+ H2O HOCl + HCl
HOCl(aq) →H+(aq)+ OCl-(aq)
H+
(aq)+ OCl-(aq) →HOCl(aq)
Precipitação: é aquela em que forma-se um produto insolúvel (sólido) quando são juntadas duas soluções eletrolíticas fortes. Exemplos:
Ag+
aq + Cl-aq→ AgCl(s)precipitado Branco
Ag+
aq + Br -aq→ AgBr (s) precipitado amarelo claro
Ag+
aq + I-aq→ AgI(s) precipitado amarelo.
Complexação: é um agregado mais ou menos estável, formado por um átomo de um metal ou um iao metálico que se liga directamente a iões. Exemplos:
AgCl(s)+ NH3aq→ [Ag (NH3)2]+aq+ Cl-aq Incolor
AgBr (s)+ S2O32-aq → Ag2(S2O3)aq++ Br -aq Incolor
Redox: são aquelas que ocorrem com a troca de eletrões entre as espécies reagentes em, as espécies que cedem eletrões são redutoras, e as espécies que doam eletrões são espécies oxidantes. Exemplos:
Cl2.H2O + Br -aq → Br 2+ 2Cl-+ CCl4 cor castanho
Cl2.H2O + I-→ I2 + 2Cl- + CCl4 cor violeta
Carvão ativado: é um material de carbono obtido a partir da queima controlada com baixo teor de Oxigénio de certas madeiras a temperaturas de 800o- 1000oc, tem uma porosidade
bem desenvolvida que tem a capacidade de colector selectivamente de gases e líquidos ou impurezas no interior dos seus poros, apresentando um excelente poder de clarificação, desodorização e purificação de líquidos ou gases.
Precauções/Cuidados:
Não cheirar e não tocar o HCl(aq) assim como o Cloro devido as suas propriedades
corrosivas, tóxicas e odor irritante. Em caso de derreamento de solução de Cloro ou Acido clorídrico, deve-se parar o trabalho e isolar na medida do possível o local.
Objectivos:
Construir e dominar as técnicas de construção de aparelhos de produção de gases
tendo em conta a sua toxicidade;
Produzir o Cloro experimentalmente a partir de substâncias convencionais e não
convencionais;
Identificar qualitativamente os iões halogenetos a partir de reacções de
Precipitação, de complexão e de reacções Oxidação-reduçao;
Aplicar as normas de higiene e segurança;
Obtenção de Obtenção do Cloro e verificação das suas propriedades. Identificação dos iões Halogenetos.
Materiais Reagentes
Bloco de Alumínio Permanganato de Potássio em Pó de cor azul-escuro Tubo de ensaio 45o Ácido Clorídrico (HCl
(aq)) incolor 10%
2 Tubos de alongamento (de rosca) Brometo de Sódio (NaBr (aq))-incolor
2 Acoplamento 20/20 Iodeto de Sódio (NaI(aq))
1 Acoplamento 13/13 Cloreto de Sódio (NaCl(aq))
2 Anilhas de Borracha Hidróxido de Amónio (NH4OH(aq)) á 20%
1 Funil de separação grande Tiossulfato de Sódio (Na2S2O3(aq))
2 Filtros Clorofórmio.
2 Suportes de Filtros Agua destilada 6 Tubo de ensaio simples
4 Pipetas 12.5ml 2 Pipetas simples 2 Espátulas.
Obtenção do Cloro e verificação das suas propriedades. Procedimentos:
Introduzir duas espátulas de KMnO4 (s)no Tubo de Ensaio 45o;
Adaptar na parte lateral do Tubo 45o (com 13/13) um Funil de separação grande; Introduzir no funil (com a pipeta 12,5ml) 5 ml de HCl(aq) á 10%;
Adaptar na parte superior Tubo 45o(com 20/20 e por cima tendo filtro e suporte de
Filtro) á um Tubo de rosca e introduzir a água destilada e pedaço de folha verde;
Adaptar novamente (com 20/20 e por cima tendo suporte de Filtro e filtro) á um
Tubo de rosca;
Introduzir o carvão ativado até a metade do tudo de rosca;
Adicionar lentamente, gota á gota, o HCl(aq) á 10 % (somente dentro de um Nicho); Observar atenciosamente o processo.
3.1.3. Observação:
Durante a adição de HCl(aq)ao KMnO4decorreu uma reacção em que libertou-se um gás;
Sentiu-se um cheiro forte e irritante;
Surgiu bolhas gasosas nas paredes do pedaço da folha verde presente no tubo de rosca contendo a água;
Ao decorrer do tempo, observou-se que o pedaço da folha verde descorou (perdeu a cor) parcialmente.
Equação da reacção:
2KMnO4 (s)+ 16HCl(aq) → 2KCl + 8H2O + 5Cl2 (g)
Cl2 (g)+ H2O(l)→ H2O.Cl2
3.1.4. Discussão.
Durante a reacção produziu-se o gás cloro molecular que devidas as suas propriedades físicas, sentiu-se realmente um cheiro irritante e muito tóxico;
A folha verde perdeu a cor parcialmente devido ao Cloro obtido em que dissolvendo-se em água aumenta as suas capacidades oxidativas;
Durante a realização da experiencia foi feita no Nicho devido a alta toxidade do Cloro e, usou-se o carvão ativado que tinha a função de adsorver a quantidade de cloro que não se dissolvia em água além disso tinha como função reduzir a intoxicação do respectivo gás.
Identificação dos iões halogenetos com base nos métodos de Precipitação, Complexação e Redox.
3.2.1. Procedimentos:
Introduzir em três tubos de Ensaio um pouco de soluções sais a 0,1M contendo iões
Cl-, Br -e I-;
Adicionar em cada solução a mesma quantidade de uma solução de AgNO3(aq)
diluído;
Adicionar NH4OH(aq) no tubo de Cl-, o Na2S2O3(aq) a 0,15M em excesso no tubo de I
-e a m-esma solução (Na2S2O3(aq)) em quantidade normal no tubo de Br - e, escrever as
observações.
3.2.2. Esquema de montagem da Aparelhagem
3.2.3. Observação
Ao reagir iões de Ag+ com iões de Cl- houve precipitado branco e a solução tomou a cor
branca. Quando introduziu-se a solução aquosa de amoníaco (NH4+) o precipitado
dissolveu por completo e a solução ficou incolor.
Ao reagir iões de Ag+e Br - houve precipitado verde e a solução tomou a cor verde. Quando
se adicionou os iões Tiossulfato (S2O32-) dissolveu-se o precipitado por completo e a
Quando adicionamos os iões Tiossulfato (S2O32-) em excesso o precipitado dissolveu por
completo mais demoradamente e a solução ficou incolor. Equações da reacção:
AgCl(s)+ NH3aq→ [Ag (NH3)2]+aq+ Cl-aq Incolor
AgBr (s)+ S2O32-aq → Ag2(S2O3)aq++ Br -aq Incolor
AgI(s)+ S2O32-aq→ Ag2(S2O3)aq+ I-aq Incolor
3.2.4. Discussão:
Ao reagir as soluções contendo iões halogenetos (Cl-, Br -, I-) com soluções de iões de Prata
forma-se uma substância insolúvel (precipitado) devido a existência de iões livres.
3.3. Identificação qualitativa dos iões halogenetos a partir do método Redox. 3.3.1. Procedimentos
Em dois tubos de ensaio simples introduzir as soluções que contêm iões I- e Br; Adicionar em cada um dos tubos a água de cloro (H2O.Cl2);
Finalmente, adicionou-se o Clorofórmio (CHCl3) e agitar.
3.3.3. Observações:
Quando se misturou a solução que contém iões Br - com a água de cloro, a solução adquiriu
a cor amarela e, adicionando o Clorofórmio notou-se duas fases (incolor e amarela) no respectivo sistema ou tubo de ensaio.
Quando se misturou a solução de iões I- com a água de cloro a solução adquiriu a cor de
laranja e com adição do Clorofórmio notou-se duas fases (uma de cor Laranja e outra violeta) dentro do tudo simples.
Cl2.H2O + I-→ I2 + 2Cl
-Discussão.
Ao reagir a solução contendo iões de Br - e I- com o Cloro ocorre a mudança de cor devido
a capacidade do cloro em oxida-los até tornarem-se moleculares.
Ao adicionar o Clorofórmio nas respectivas soluções ocorre uma dissolução dos halogéneos isto porque são apolares e com o seu semelhante dissolve-se formando as fases aquosas e orgânica (a cor do ião halogeneto).
Conclusão.
O Cloro é obtido no laboratório e a partir da reacção entre KMnO4 (s)e HCl(aq)mesmo
sendo ele muito tóxico.
O Cloro tem um odor sufocante e é muito tóxico.
O cloro dissolvido em água revela propriedades branqueadoras ou descolorantes. O carvão ativado reduz a intoxicação do gás Cloro.
As soluções que contêm iões halogenetos Cl-, Br-, I- formam com iões de prata precipitados pouco solúvel em água.
O Brometo de prata (AgBr) e o Iodeto de prata (AgI) são solúveis em solução que contém iões Tiossulfato.
Depois de realizada as experiências laboratoriais foi possível verificar que:
O Cloro é um gás, pouco solúvel em água, de cheiro forte e irritante com propriedades descorante e com capacidade oxidativa.
É possível identificar os iões halogenetos através das reacções de precipitação e Complexação.
Que é possível obter o Bromo e Iodo a partir de água de cloro e os iões brometo e iodeto e identifica-las com adição da solução de Clorofórmio.
O Bromo molecular possui a cor amarela e o Iodo molecular possui a cor violeta.
Bibliografia:
SIENKO, Michell e PLANE, Robert A. QUÍMICA, Volume 6, 7aedição. São
Paulo: Companhia Editora Nacional. Página: 427;
RICHTER, Carlos A. E NETTO, José M. de Azevedo, TRATAMENTO DE
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MONJANE, António Armindo Rúben, MANUAL DE QUÍMICA ANALITICA,
