SÍNTESE DO TRISOXALATOALUMINATO DE POTÁSSIO

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Syntheses I, 36, (1939), de Bailar, J. C. Jr.; Jones, E. M., Potassium Trioxalatoaluminiate [1], destacando os sais de trisoxalato. De acordo com o artigo, existem diversos oxalatos de metais descritos na literatura, como por exemplo, o trioxalatoferrato de potássio, o trioxalatocobaltato (III) de potássio e o trioxalatocromato (II) de potássio. Para desenvolver este trabalho, o escolhido foi o trioxalatoaluminato de potássio. Ainda segundo o artigo, o complexo estudado neste experimento pode ser preparado tratando-se uma solução de sulfato de alumínio Al2(SO4)3 com uma solução de hidróxido de sódio (NaOH), tendo como precipitado, o hidróxido de alumínio (Al2O3). Após, o precipitado é filtrado, lavado e aquecido até dissolver em uma solução de hidrogenooxalato de potássio (ou uma mistura de mono-hidratado oxalato de potássio) e 37,800g de ácido oxálico dihidratado em cerca de 800 mL de água, e qualquer hidróxido de alumínio, o que não se dissolver é filtrado e este é evaporado até à cristalização. Segundo a literatura, o rendimento é quase quantitativo. [1]

A obtenção destes compostos ocorre de maneira simples, não sendo necessárias muitas recristalizações ou purificações. A quantidade de água de hidratação é variável, mas sais contendo o mesmo número de moléculas de água, muitas vezes forma uma série isomórfica. Outra metodologia que pode ser aplicada para a determinação da fórmula do composto é a espectrometria de massa.

OBJETIVOS

Objetivo Geral

O objetivo da prática é sintetizar o trioxalatoaluminato de potássio e calcular o rendimento desta reação.

Objetivos Específicos

Sintetizar o trioxalatoaluminato de potássio;

Determinar a fórmula do composto via análise permanganatométrica;

Determinar as águas de hidratação;

Calcular o rendimento reacional.

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Síntese do trisoxalatoaluminato de potássio

Em um bequer de 150 mL, pesou-se 0,510 g de alumínio em raspas e, lentamente, adicionou-se 30 mL de solução aquosa contendo 3,040 g de hidróxido de potássio (KOH). A solução resultante foi levada a fervura por aproximadamente 30 minutos. Filtrou-se a solução ainda quente em funil de Büchnner para remoção de eventuais resíduos. Ao filtrado ainda quente, foram adicionadas 7,020 g de ácido oxálico, lentamente e com agitação. O produto foi filtrado e resfriado a temperatura ambiente. Após a adição de 30 mL de etanol, resfriou-se a solução em banho de gelo por 45 min, filtrou-se o sólido resultante, lavando-o com etanol gelado. Deixou-se o produto secar ao ar. O produto (amostra) foi armazenado no dessecador, aguardando a próxima etapa.

Análise permanganométrica – titulação de oxidação-redução

Padronização da solução de KMnO4 0,02 mol.L-1.

Pesou-se 0,125 g de oxalato de sódio (padrão primário) onde foram transferidos para um erlenmeyer de 250 mL. Dissolveu-se o sal em 30 mL de água destilada e adicionou-se 7,5 mL de solução de H2SO4(aq) com concentração 2,0 mol.L-1. A mistura foi aquecida até começar a condensar nas paredes do erlenmeyer ( 60ºC), com agitação constante. Mantendo-se o aquecimento, titulou-se o padrão primário com a solução estoque de KMnO4(aq) até o aparecimento de uma coloração levemente rósea que persistiu por, pelo menos 30 segundos. Ao invés de repetir o procedimento (“análise em “duplicata”), pegou-se o resultado da mesma titulação de um grupo de colegas da bancada ao lado, obtendo-se um valor médio de volume gasto de 21,60 mL.

Determinação da fórmula do trisoxalatoaluminato(III) de potássio.

Realizou-se a titulação, com valores gerados em “duplicatas”, obtendo-se um valor médio de volume gasto na titulação seguindo o mesmo procedimento de padronização da solução de permanganato de potássio, porém utilizando-se do composto obtido anteriormente, o trisoxalatoaluminato de potássio, no lugar do oxalato de sódio. Para isso, pesou-se 0,1000 g do composto hidratado. O volume médio gasto na titulação foi de 17,80 mL.

Determinação de água de hidratação.

Macerou-se o trisoxalatoaluminato de potássio hidratado, pesando-se aproximadamente 1,000 g em um béquer de 100 mL e colocando na estufa a temperatura entre 120-140ºC até obter-se certa massa constante, ou seja, verificada periodicamente, com intervalos de 15 minutos. Já na terceira verificação, pode-se observar o mesmo valor anterior (segunda verificação) de 50,690g. Inicialmente, tínhamos a massa de 1,000g da amostra + a massa do bequer vazio (49,800g), totalizando 50,800g, ou seja, subtraindo da terceira verificação, teremos: (50,800g – 50,690g) = 0,110g, que é a quantidade de água na amostra.

Percentual de água no composto:

Tratamento dos resíduos

Após realizar todas as titulações envolvidas na prática, as soluções residuais fortemente ácidas foram neutralizadas com carbonato de sódio, antes do seu descarte. A solução de permanganato de potássio (KMnO4) utilizada na lavagem e ajuste de buretas, foi neutralizada tornando-se apropriada para o descarte adicionando-se à ela as soluções ácidas das titulações, item 2.2.2 (ou H2SO4 2,0 mol.L-1), mais a solução aquosa contendo oxalato (item 2.1) e se necessário, o trisoxalatoaluminato de potássio (III) K3[Al(C2O4)3], até a solução tornar-se incolor, podendo em seguida, ser descartada na pia.

RESULTADOS E DISCUSSÕES

O hidróxido de potássio (KOH), adicionado com o intuito de auxiliar na oxidação do alumínio, remove a película protetora de óxido de alumínio (Al2O3), à qual o protege de sofrer mais oxidação. Além disso, proporciona também um menor grau de solubilidade do cátion liberado, o (K+), auxiliando ainda mais na precipitação, comparando-o, por exemplo, com o cátion Na+ do hidróxido de sódio, embora sejam da mesma família, possuem tamanhos diferentes, e é nesse aspecto que os diferencia. O cátion K+ vai atuar como contra-íon para a estabilização do complexo final.