Os Compostos de Alumínio

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- Objetivos

Esse experimento tem como objetivo a obtenção de compostos de alumínio a partir de materiais que contém alto teor de alumínio em sua composição.

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- Materiais e Métodos

- Preparação do Alúmen de Potássio

Para a preparação do alúmen de potássio, pesou-se um pedaço de uma lata de refrigerante (alumínio) previamente lixada (retirando-se a tinta e demais impurezas que poderiam estar presentes no material e fragmentada (para se aumentar a superfície de contato). Os fragmentos foram adicionados à um béquer de 400mL contendo 50mL de hidróxido de potássio 1,4mol/L. Marcou-se o volume de solução e, após agitar com um bastão de vidro, aqueceu-se a mistura em uma chapa elétrica até que todo o alumínio fosse consumido e cessasse a liberação de gás. Como o volume após o aquecimento encontrava-se muito abaixo do inicial, adicionou-se água destilada quente e filtrou-se a solução à pressão reduzida. O filtrado foi resfriado em um banho de gelo e adicionou-se lentamente 10 mL de ácido sulfúrico 9 mol/L, formando-se um novo precipitado. A mistura foi filtrada à pressão reduzida e o sólido foi lavado com uma mistura de etanol/água (1:1) gelada e reservado em um vidro de relógio na estufa à vácuo para secar e ser pesado posteriormente.

- Preparação da Alumina

Para se preparar a alumina, repetiu-se o processo inicial da preparação do alúmen até a primeira filtragem. Então, o filtrado obtido foi transferido para um béquer de 250mL e foi adicionado ácido sulfúrico 1mol/L até total precipitação e pH em torno de 8. O sólido obtido foi separado, novamente, por filtração à pressão reduzida. Este foi, então, lavado com água destilada quente para que houvesse a remoção de sais de sulfato formados. Repetiu-se o procedimento de lavagem para aumentar a sua eficiência e transferiu-se o sólido para uma placa de Petri, deixando-o em estufa a 110 °C para secagem. Com isso, o sólido foi calcinado para a obtenção da alumina e foi possível pesar o produto obtido para se determinar o rendimento do processo.

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- Resultados

- Preparação do Alúmen de Potássio

Durante a preparação do alúmen de potássio foi possível observar liberação de gás e dissolução da lata de alumínio com a adição de iodeto de potássio.

Após a filtragem e adição do ácido sulfúrico observou-se a formação de um precipitado branco com alta liberação de calor. Esse precipitado formado corresponde ao alúmen de potássio.

A massa inicial de lata de alumínio utilizada foi de 1,3351 g. Já a massa obtida de alúmen de potássio seco foi de 0,7766 g.

O rendimento pode ser calculado a partir de:

[pic 7]

A massa teórica pode ser calculada por estequiometria a partir das reações apresentadas na seção Discussões.

[pic 8]

[pic 9]

[pic 10]

[pic 11]

[pic 12]

[pic 13]

[pic 14]

[pic 15]

O rendimento obtido é então:

[pic 16]

[pic 17]

- Preparação da Alumina

Durante a preparação do alúmen de potássio foi possível observar liberação de gás e dissolução da lata de alumínio com a adição de iodeto de potássio, formando hidróxido de alumínio.

A adição de ácido sulfúrico até pH 8 formou um precipitado que foi seco e calcinado, resultando num produto de alumina com massa 2,2361 g. Esse produto foi formado a partir de 1,3015 g de alumínio metálico.

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- Discussão

- Preparação do Alúmen de Potássio

A preparação do Alúmen de Potássio utilizando alumínio metálico deve ser realizada a partir da formação de hidróxido de alumínio:

2Al(s) + 2KOH(aq) + 6H2O(l) → 2KAl(OH)4(aq) + 3H2(g)

Com o hidróxido formado, deve-se acidificar a solução com ácido sulfúrico pouco diluído (9 mol/L), uma vez que a solução de hidróxido encontra-se altamente alcalina. Com isso, é possível obter-se o alúmen de potássio segundo a reação:

KAl(OH)4(aq) + 2H2SO4(aq) + 8H2O(l) → KAl(SO4)2∙12H2O(s)

Era de se esperar uma alta produção de alúmen de potássio (em torno de 23 g), porém, esse rendimento não foi possível devido à possíveis perdas durante a realização do experimento, a não possibilidade de se retirar todas as impurezas do alumínio metálico antes da pesagem e de problemas ocorridos durante o processo de secagem do material.

- Preparação da Alumina

Assim como na produção do alúmen, é necessário produzir-se primeiramente o hidróxido:

2Al(s) + 2KOH(aq) + 6H2O(l) → 2KAl(OH)4(aq) + 3H2(g)

A alumina, porém, é produzida a um valor de pH um pouco maior (entre 7 e 8), podendo se utilizar uma solução de ácido sulfúrico bem mais diluída (1 mol/L).

A calcinação do precipitado deve ser realizada para que se forme o