Questionário de Inorgânica - grupo 13

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Tal diferença corre devido à diferença de potencial padrão das espécies reduzidas nas reações. No item 3.a) a única espécie que pode receber elétrons é H+, portanto o hidrogênio será oxidado. Já no item 3.b) tanto o hidrogênio quanto o nitrogênio podem ser oxidados. Como o potencial padrão do nitrogênio é maior, é mais provável que sua redução ocorra em detrimento da redução do hidrogênio. Logo, o ácido nítrico é quem atua como agente oxidante, formando NO2.

7. Explique por que o alumínio é oxidado tanto em meio ácido quanto em meio básico.

O alumínio é oxidado tanto em meio ácido quanto em meio básico em razão do seu caráter anfótero. O alumínio se comporta tanto como base como quanto ácido em razão do volume e da carga elevada do seu cátion. Dessa forma, em solução aquosa o metal age como ácido de lewis e quando em presença de solução ácida age como base.

8. Represente por meio de equações químicas as reações que ocorrem no experimento do item 4. Explique por que o hidróxido de alumínio é capaz de reagir tanto com ácidos quanto com bases.

Após a dissolução do nitrato de alumínio em água e posterior adição de hidróxido de sódio, ocorre a formação de hidróxido de alumínio (na forma de uma suspensão leitosa) e solução aquosa de nitrato de sódio.

[pic 10]

Ao ser adicionado ácido clorídrico á uma porção da mistura e hidróxido de sódio concentrado á outra porção da mistura, ambos reagiram:

[pic 11]

[pic 12]

Como comprovado, o hidróxido de alumínio é capaz de reagir tanto com ácidos quanto com bases, pois possui caráter anfótero. Quando reage como base, o hidróxido forma sais com o cátion . Apesar de reagir principalmente como base, em presença de hidróxido de sódio, o Al(OH)3 forma o aluminato de sódio.[pic 13]

9. Descreva o fenômeno observado no item 5. e identifique o papel de cada reagente utilizado neste experimento.

Ao adicionar o sulfato de alumínio ás duas soluções de água barrenta, não foi possível notar aceleração significativa no tempo de decantação das partículas poluentes (de barro). No entanto, após a adição do hidróxido de cálcio, houve uma floculação imediata das moléculas, seguida por rápida decantação.

O que ocorre é que após a adição de sulfato de sódio, o sal se dissocia na água liberando íons Al3+ e SO42-. Uma parte desses íons alumínio interagem com as partículas de barro, neutralizando as suas cargas negativas e outra parte com a água, formando hidróxido de alumínio. Por conseguinte, o hidróxido de alumínio neutraliza a carga negativa das partículas que barro, que por sua vez são aglutinadas ao redor do hidróxido, formando partículas sensivelmente maiores e que se decantam com mais facilidade.

[pic 14]

[pic 15]

Não obstante, a dissolução do sal libera prótons em meio aquoso, inibindo a formação do hidróxido de alumínio. Dessa forma, foi adicionado o hidróxido de cálcio com o intuito de neutralizar a solução permitindo a formação e posterior floculação promovida pelo Al(OH)3.

[pic 16]

10. Qual o pH das soluções de cloreto de alumínio e nitrato de alumínio em água destilada? Justifique com auxílio de equação química os valores de pH registrado.

Quando dissolvidos em água destilada, os sais nitrato de alumínio e cloreto de alumínio apresentaram pH igual a 3, enquanto a água destilada pura apresentou pH numa faixa entre 5 e 6.

Quando em solução aquosa, ambos os sais dissociam-se, liberando cátions Al 3+ e os seus respectivos ânions em solução (equações abaixo).

[pic 17]

[pic 18]

Por sua vez, os íons Al3+ , por ser um cátion de metal, com volume pequeno e ter carga elevada, reage com a água como um ácido de lewis. Os prótons necessários para a reação são provenientes das moléculas de água que hidratam o cátion. Dessa forma, seis moléculas de água forma o cátion hidratado . As moléculas de água, por se comportarem como base de lewis nessa reação, compartilham seus elétrons com o Al3+. Esse compartilhamento enfraquece a ligação entre o oxigênio e os átomos de hidrogênio, resultando na liberação de prótons em solução, conferindo-lhe caráter ácido, como mostrado na equação abaixo:[pic 19]

[pic 20]

Referências

- acesso em 17 de março de 2016 ás 20:34.

- ATKINS, P.W.; JONES, Loretta. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 3.ed. Porto Alegre: Bookman,