Relatório de Trabalho para Química Inorgânica I

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do ácido bórico, identificar o comportamento ácido-base do alumínio e de seus compostos, e identificar metais de transição usando a pérola de ácido bórico (H3BO3).

MATERIAIS E REAGENTES

Os reagentes utilizados nos experimentos no laboratório foram hidróxido de sódio (NaOH 1 mol∕L), ácido bórico (H3BO3) ácido clorídrico (HCl 1 mol∕L), ácido sulfúrico (H2SO4), cloreto de alumínio (AlCl3 1 mol∕L), etanol (C2H6O), etilenoglicol (C2H6O2), água destilada (H2O) e indicador de ácido-base fenolftaleína. Os materiais utilizados foram, béquer, tubos de ensaio, pipeta, cápsula de porcelana, tripé, tela de amianto, bastão de vidro, estante para tubo de ensaio, bico de Bunsen, pinça de madeira, alça de Ni/Cr, espátula e fósforos.

PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS

PRIMEIRO PROCEDIMENTO

Pesou-se aproximadamente 0,03 g de ácido bórico. Transferiu-se para uma capsula de porcelana (ou cadinho de porcelana). Aqueceu-se o sistema com auxílio de um bico de Bunsen por 3 minutos (Ver figura 1). Deixou o sistema esfriar e acrescentou-se 5 gotas de ácido sulfúrico concentrado e 2 mL de etanol. Misturou-se o sistema com um bastão de vidro e em seguida fez-se a ignição da solução na capela.

SEGUNDO PROCEDIMENTO

Separaram-se dois tubos de ensaio. No primeiro colocou-se uma ponta de espátula de ácido bórico e aproximadamente 4 mL de água. Agitou-se até completa dissolução do ácido e em seguida gotejou-se 2 gotas de fenolftaleína. Acrescentou-se (gotejando) hidróxido de sódio até que aparecesse uma coloração levemente rósea (meio alcalino). No segundo tubo acrescente 2 mL de etilenoglicol e gotas 2 gotas de fenolftaleína. Acrescentou-se (gotejando) hidróxido de sódio até que aparecesse uma coloração levemente rósea (meio alcalino). Misturaram-se os conteúdos dos dois tubos.

TERCEIRO PROCEDIMENTO

Em dois tubos de ensaio acrescentou-se 1,0 mL de AlCl3. Em seguida, acrescentou-se a cada tubo l,0 mL de NaOH. Depois, acrescentou-se ao primeiro tubo 1,0 mL de NaOH e no segundo 1,0 mL de HCl.

QUARTO PROCEDIMENTO

Aqueceu-se uma alça de Ni/Cr em um bico de Bunsen até ficar rubra. Com a alça removeu-se um pouco de ácido bórico sólido e levou-se novamente a chama oxidante, até a formação de uma pérola clara com aspecto vítreo. Umedeceu-se a pérola com gotas de uma

solução diluída de metal de transição (A), colocou-se mais um pouco de ácido bórico e levou-se à chama. Repetiu-se o procedimento para a outra solução (B) de metal de transição e tentou-se identificar os metais (Ver figura 2) pela cor da chama.

RESULTADOS E DISCUSSÕES

PRIMEIRO PROCEDIMENTO

Quando a solução de ácido sulfúrico concentrado foi adicionada ao ácido bórico, obteve-se um composto volátil. O ácido sulfúrico concentrado removeu a água formada.

2 B(OH)3 (s) + 3 CH3CH2OH (l) → 2 B(OCH2CH3)3 (aq) + 3 H2O (g)

O borato de etila B(OCH2CH3)3 é volátil e conferiu uma coloração à chama após a ignição com o etanol na cápsula de porcelana. A chama adquiriu uma coloração verde característica (Ver figura 3), devido à transição de níveis de energia. Assim, quando o elétron transita entre os níveis, emite uma cor verde, típica dos orbitais d.

SEGUNDO PROCEDIMENTO

Se certos compostos orgânicos poliidroxilados como glicerol, metanol ou açúcares forem adicionados à mistura a ser titulada, o B(OH)3 se comportará como um ácido monobásico forte. Para que se observasse um aumento da acidez, foi necessário que o composto adicionado fosse um cis-diol (etilenoglicol), pois, possui grupos OH em átomos de carbono adjacentes, na conformação cis. Os cis-dióis formam complexos muito estáveis com o [B(OH)4]- formada na reação direta, removendo-o da solução. A reação é reversível. Assim, a efetiva remoção de um dos produtos da reação desloca completamente o equilíbrio para a direita, de modo que toda reagente é transformada em produto. Por isso, o B(OH)3 se comporta como um ácido forte na presença de cis-dióis.

TERCEIRO PROCEDIMENTO

Neste procedimento, na reação do cloreto de alumínio (AlCl3) com o hidróxido de sódio (NaOH), presente nos dois tubos de ensaio, percebeu-se a formação de um precipitado gelatinoso (Al(OH)3). A reação está apresentada abaixo:

AlCl3 + 3 NaOH → Al(OH)3 + 3 NaCl

No primeiro tubo de ensaio, ao adicionarmos mais hidróxido de sódio neste sistema, tem-se a formação de um aluminato de sódio (NaAlO2), por ter-se uma base em excesso que irá diluir o precipitado, mostrando assim o caráter básico que o alumínio possui.

Já no segundo tubo de ensaio, tem-se o hidróxido de alumínio como produto da reação entre o AlCl3 e o NaOH, e ao acrescentar-se ácido clorídrico na solução, o material reagiu tanto com uma base e um ácido, ratificando em termos práticos o caráter anfótero do alumínio (Al). Abaixo, observa-se a reação do ácido clorídrico com o hidróxido de alumínio.

3 HCl + Al(OH)3 → AlCl3 + 3 H2O

Observa-se que nesta reação a produção de cloreto de alumínio e água, comprovando que quando mistura-se um ácido com uma base, os cátions H+ reagem com os ânions OH-, liberando água e neutralizando o meio. Ou seja, a reação foi neutralizada com o acréscimo do ácido clorídrico na solução. Em linhas gerais, este procedimento nos comprova que o alumínio, possui um caráter anfótero (comporta-se como base ou ácido, dependendo do meio), e reage tanto com o ácido (HCl) quanto com a base (NaOH).

QUARTO PROCEDIMENTO

No teste da pérola de bórax, aquecido o Na2B4O7 na chama de um bico de Bunsen com auxílio da alça de Ni/Cr, a mistura fundiu-se formando uma pérola de metaborato de aspecto vítreo. As pérolas de metaborato de muitos metais de transição apresentam cores características, esta reação constitui um meio de identificá-los. As cores decorrem das transições eletrônicas de orbitais “d”. A solução A era amostra do metal de transição cobalto (Co) que apresentou