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SUMÁRIO
INTRODUÇÃO
- INTRODUÇÃO ...............................................................................................................
- OBJETIVO .......................................................................................................................
- MATERIAL E MÉTODOS - 1.1. Materiais....................................................................................................... - 1.2. Reagentes......................................................................................................
- 1.3. Procedimento Experimental.........................................................................
- RESULTADOS E DISCUSSÕES - 2.1. A polaridade da água.................................................................................... - 2.2. Solubilidade dos compostos......................................................................... - 2.3. Ordem de solubilidade............................................................................... - 2.4. Condução elétrica....................................................................................... - 2.5. Considerações sobre Glicerina e Sacarose.................................................
- CONCLUSÃO
- REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS
Considera-se a solubilidade de um material, a quantidade deste material que se adiciona a um volume fixo de água (usualmente 1L) até atingir o grau de saturação deste material, numa temperatura determinada^1. A maioria dos compostos iônicos, aqueles formados por ligação entre elementos muito eletropositivos e muito eletronegativos (geralmente metais e ametais), dissossiam-se em água deixando íons livres na solução. Ocorre a solvatação do material iônico, pois sendo estes compostos polares e a água tendo uma alta constante dielétrica, já que ela é também, bastante polar e irá envolver os íons do retículo cristalino no sal, disperssando-os por todo o líquido. A parte do dipolo positivo (que serão os halogênios) da água atrairá os ânions Cloreto e os envolverá com vários de suas moléculas; de forma semelhante, a parte negativa do dipolo da água (que será o Oxigênio) envolverá os cátions Sódio, cercando-os com moléculas de H 2 O,
impedindo a reaproximação de ânions e cátions do sal solúvel, conforme a Figura1.
Figura 1-Pólos da molécula de H 2 O
O que mantém íon e molécula unidos são forças intermoleculares denominadas Forças íon-dipolo , que explicam a hidratação de sais como o Cloreto de Sódio (NaCl) por exemplo. A polaridade é, normalmente, medida pela grandeza denominada momento dipolar (μ) , dado quantitativo que é dado pelo produto da carga atômica em módulo (2), multiplicada pela distância que separa estas cargas (d)^2 :
μ = Qd
Onde μ tem como unidade o debye (D)
2 Béquer Elemeier Uma placa de teste; Pipetas de Pasteur; Espátulas. 12 Tubos de ensaio e estante para os Tubos; Também fora utilizado um circuito elétrico, com lâmpada.
1.2. Reagentes
Água destilada
Cloreto de Sódio (NaCl);
Sulfato de Cálcio (CaSO 4 )
Alúmen de potássio ( KAl(SO 4 ) 2 )
Nitrato de Potássio (KNO 3 );
Nitrato de Amônia (NH 4 NO 3 ) Nitrato de Cobre II (Cu(NO 3 ) 2 ) Etanol (H 3 CH 2 OH);
Sacarose (C 12 H 22 O 11 );
Ciclohexano (C 6 H 12 );
Querosene (formado por uma mistura de hidrocarbonetos alifáticos, naftalênicos e aromáticos, com faixa de destilação compreendida entre 150ºC e 239ºC)
Tolueno (C 7 H 8 );
Glicerin (C 3 H 8 O (^) 3)
1.3. Procedimento Experimental
O experimento realizado consistiu em dissolver Cloreto de Sódio, Sulfato de Cálcio, Alúmen de potássio, Nitrato de Potássio, Nitrato de Amônia , Nitrato de Cobre II, Etanol, Sacarose, Ciclohexano, Querosene, Tolueno , Glicerina em aproximadamente,2 mL de água destilada em Tubos de ensaio distintos, respectivamente para cada liquido ou sólido acima citado. Depois de realizada esta etapa e verificar a solubilidade dos compostos, adicionaram-se, aos Tubos de ensaio respectivos, quantidade suficiente de Cloreto de Sódio, Sulfato de Cálcio, Alúmen de potássio, Nitrato de Potássio, Nitrato de Amônia , Nitrato de Cobre II, Etanol, Sacarose, Ciclohexano, Querosene, Tolueno , Glicerina para saturar as soluções criadas destes compostos. Transferiu-se as soluções de Cloreto de Sódio, Sulfato de Cálcio, Alúmen de potássio, Nitrato de Potássio, Nitrato de Amônia , Nitrato de Cobre II, Etanol, Sacarose, Ciclohexano, Querosene, Tolueno , Glicerina para uma placa de teste. Feito isto, verificou-se a propriedade das soluções para conduzirem corrente elétricas; para isto usou-se um circuito elétrico com uma lâmpada ligada á tomada de corrente alternada (Figura 2).
FIGURA 2 – Diagrama do circuito elétrico
Para executar a verificação da condutividade elétrica, introduziam-se os pólos desencapados do circuito elétrico em cada uma das soluções despejadas na placa de teste.
2. RESULTADOS E DISCUSSÃO
2.1. A polaridade da Água
Tolueno C 7 H 8 Líquido Incolor Insolúvel Glicerina C 3 H 8 O 3 Líquido Amarelo Solúvel TABELA 1 - Solubilidade Nota-se que as substâncias iônicas, como o Cloreto de Sódio (NaCl), que são polares, devido ás forças intermoleculares íon-dipolo , são dissolvidos no meio aquoso. Pode-se então recordar do princípio de que semelhante dissolve semelhante e logo ter-se-á uma solução na qual o NaCl é dissociado em íons de Sódio (Na+^ ) e íons Cloreto (Cl - ) cercados por moléculas de água, e estas partículas tem diâmetro de até 10 A^0 (Anstrong)^1. A equação de dissolução é:
NaCl (^) (s) Na + (aq) + Cl- (aq) A solvatação do Sódio está ilustrada na Figura 4.
FIGURA 4 – Solvatação do sal Cloreto de Sódio. O mesmo ocorre para o Sulfato de Alumínio e Potássio (AlK(SO 4 ) 2 ): Al 2 (SO 4 ) (^) 3 (s) 2Al 3+^ (aq) + 3SO 4 2-^ (aq)
Há a formação de cátions trivalentes de Alumínio (Al 3+), cátions de Potássio (K +^ ) e
ânions Sulfato (SO 4 2-^ ) dispersos no sistema.
E para o Nitrato de Potássio (KNO 3 ) vale o mesmo: KNO 3 K+(aq) + NO 3 - (aq)
São formados íons positivos de Potássio (K+^ ) e íons Nitrato (NO 3 -^ ), negativos. No caso do KAl(SO 4 ) 2 há a liberação de cátions Al3+^ no sistema, provavelmente está espécie sofrerá hidrólise ácida, pois ,este cátion provém de uma base pouco ionizada, portanto, pode haver no sistema um pouco de Hidróxido de Alumínio (Al(OH) 3 (base fraca) e um excesso de íons hidrogênio (H+^ ), conferindo caráter ácido á solução, conforme o seguinte equilíbrio 3 ;
Al 3+^ (aq) + 3H 2 O (^) (l) Al(OH)3(aq) + 3H+ (aq) Com o Nitrato de Amônia (NH 4 NO 3 ) também é verificada a ocorrência de hidrólise, além da dissolução dos cristais em meio aquoso.A polaridade da água confere boa solubilidade ao NH 4 NO 3 , dissociando os íons conforme a equação: NH 4 NO (^) 3(s) NH 4 +(aq) + NO 3-(aq)
A hidrólise é uma espécie de reação que ocorre entre substâncias e a água, é isto que ocorre com o NH 4 NO 3 ; pois este composto libera íons provenientes de uma base fraca (NH 4 +^ ) e
é formado por ânions que, numa neutralização, seriam de um ácido forte (NO 3 -^ ). O cátion reagirá com a água e será possível encontrar a espécie NH 4 OH (base fraca) no sistema. Será gerado um excesso de H+^ na solução, conferindo caráter ácido a mesma, o equilíbrio está
representado abaixo:
NH 4 +(aq) + H 2 O (^) (l) NH 4 OH (^) (aq) + H +(aq)
O Nitrato de Cobre II (Cu(NO 3 ) 2 ) também é dissociado pela água, tendo inclusive alto
coeficiente de solubilidade, ou seja, precisa-se de muitos gramas de Cu(NO 3 ) 2 para saturar a solução desse sal em determinado volume e uma determinada temperatura de água^2. A equação
de dissociação é dada por: Cu(NO 3 ) (^) (s) Cu 2+(aq) + 2NO 3 - (aq)
O íon Cúprico também sofre hidrólise e a solução apresentará caráter ácido devido ao excesso de H+^ na solução e é possível prever a existência de uma pequena quantidade da espécie química Hidróxido Cúprico (Cu(OH) 2 ), esta base fraca provém da reação do cátion divalente do
Cobre com a água, sugerindo o seguinte equilíbrio químico: Cu 2+(aq) + 2H 2 O Cu(OH) (^) 2(aq) + 2H+(aq)
Tanto o Etanol, a Sacarose como a Glicerina são miscíveis em água, ou seja, se misturam e são dissolvidos pela H 2 O, pois forças intermoleculares surgem quando as
NH 4 NO 3 > Cu(NO 3 ) 2 > NaCl > AlK(SO 4 ) 2 > C12H (^) 22O 11 > CaSO 4 O Etanol (EtOH) é miscível com a água em proporções quaisquer.
2.4. Condução Elétrica
Como na dissolução de compostos há a formação de íons e estes íons estão livres na solução, haverá a corrente elétrica, e ela será tanto mais forte, quando mais íons estiverem dispersos na solução. Portanto, espera-se que NH 4 NO 3 , como era bastante solúvel e necessitou- se de muitos gramas do sal para saturar a solução, seja um excelente condutor, já que os íons dispersos são muitos devido a grande quantidade de soluto adicionado á solução. Já a Sacarose é um péssimo condutor, pois sua solubilidade não se deve a dissociação de íons e sim por causa das Pontes de Hidrogênio; a polaridade da molécula admite uma pequena diferença de potencial, podendo conduzir, muito fracamente, eletricidade. A solubilidade da Sacarose é pouca devido ao tamanho da molécula, o que também reduz a propriedade condutora de eletricidade desta solução. O CaSO 4 também conduz pouco a eletricidade, pois sua solubilidade em água é mínima, portanto, muito poucos íons estão dissociados na solução. Poder-se-ia ordenar conforme a prática realizada, a condutividade elétrica de alguns compostos. A intensidade da lâmpada mostrou qual solução melhor conduz e qual pior conduz a eletricidade. Ordenando, do melhor para pior condutor, tem-se a relação:
NH 4 NO 3 > KNO 3 > Cu(NO 3 ) 2 > AlK(SO 4 ) 2 > NaCl > CaSO 4 > C 2 H 5 OH > C12H (^) 22O (^11)
2.5. Considerações sobre Glicerina e Sacarose
A Glicerina, também conhecida como Glicerol, de nome oficial propanotriol-1, 2, 3, é xaooroso e incolor. A sua cor amarela (descrita na Tabela 1) deve-se á sua recuperação em laboratório, que a torna de incolor para amarelada 5. Sua formula estrutural plana e geométrica
está apresentada na Figura 6.
FIGURA 6 – Estrutura da glicerina
A Sacarose como fora afirmado possui uma molécula relativamente grande, ela é uma condensação de Glicose e Frutose. Sua estrutura pode ser avaliada pela Figura 7.
FIGURA 7 – Estrutura da sacarose
(^3) FIORESE, Gustavo et al. Estudo de reações químicas em meio aquoso. Caxias do Sul: Universidade de Caxias do Sul, 2006. 11 p.
(^4) LEE, J. D. Química inorgânica não tão concisa. São Paulo: Edgard Blücher, 1999. 527 p.
(^5) SHREVE, Norris R.; BRINK Jr., Joseph A. Indústria de processos químicos. 4. ed. Rio de Janeiro: Guanabara, 2007. 717 p.
