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Engenharia Química ·
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27 Prática 6 Propriedades químicas dos elementos do grupo 14 1 Princípios básicos O carbono pode ser considerado um dos elementos mais importante na terra devido à riqueza da sua química e inúmeras aplicações O seu tamanho pequeno e configuração eletrônica semipreenchida 1s22s22p2 permitem a formação de ligações covalentes simples duplas ou triplas o que determina sua reatividade e propriedades O carbono pode formar compostos inorgânicos de grande importância como os carbonatos ou o diamante assim como é responsável pela diversidade de moléculas e reações orgânicas que regem as funções biológicas e manutenção da vida O carbono é considerado nãometal e forma predominantemente ligações covalentes e compostos moleculares Ele forma um óxido ácido quando em contato com a água com formação de íons carbonatos Os compostos de carbono e silício geralmente apresentam muitas diferenças em suas propriedades químicas Um exemplo é a maior facilidade do carbono de fazer ligações duplas e triplas Isto acontece devido ao seu pequeno raio atômico comparado ao do silício que possibilita uma superposição mais eficiente de orbitais p paralelos Existem entretanto algumas semelhanças entre os dois elementos Por exemplo tanto o carbono quanto o silício formam oxiânions de fórmula empírica XO32 a maioria dos sais desses ânions é pouco solúvel em água os sais de metais alcalinos são exceções e os dois ânions se comportam como bases de Bonsted Lowry na presença de água Contudo mesmo neste caso existem diferenças Enquanto os carbonatos são íons discretos nas redes cristalinas de seus sais a maioria dos silicatos é formada por complexas estruturas em que cada átomo de silício se liga covalentemente a quatro átomos de oxigênio que por sua vez se ligam a outros átomos de silício estendendose esta rede ad infinitum Essa característica estrutural dos silicatos também é observada no dióxido de silício Já os óxidos de carbono são substâncias moleculares 28 O dióxido de silício sílica é uma substância muito importante do grupo 14 Um bom indício de sua importância é a quantidade de trabalhos científicos envolvendo esta substância O dióxido de silício só é menos estudado que a água Entre outras aplicações a sílica é utilizada na fabricação de vidros Quando finamente dividida sílicagel é utilizada como catalisador agente dessecante pode absorver mais de 40 de sua massa em água etc A sílicagel utilizada como indicador de umidade é SiO2 misturado com sais de complexos de cobalto especialmente NH42CoCl4 A química do estanho e chumbo mostra muitas semelhanças exceto que o estado de oxidação 2 é mais estável para o chumbo do que o estanho efeito do par inerte Tanto o Sn como o Pb metálicos podem dissolverse em solução 1M de ácidos não oxidantes Entretanto isto só é possível na prática se utilizarmos uma solução de HCl ou H2SO4 a quente O chumbo metálico não se dissolve apreciavelmente em HCl diluído ou em H2SO4 com concentração até 50 Com os ácidos oxidantes como HNO3 concentrado o estanho e o chumbo reagem diferentemente O estanho reage lentamente formando o dióxido insolúvel SnO2 resultando no estado de oxidação 4 Embora o dióxido insolúvel do SnIV formado seja para a maior simplicidade escrita como SnO2 é de fato o hidróxido hidratado SnO2H2O O Pb por outro lado reage rapidamente com HNO3 gerando o nitrato de PbII solúvel 2 Materiais de uso geral HCl 6M HCl 1M HNO3 6M Estanho metálico Chumbo metálico Carbonato de cálcio CaCO3 Bicarbonato de sódio NaHCO3 Carbonato de sódio Na2CO3 Silicato de sódio Na2SiO3 Solução de vermelho de fenol 29 Solução de NaOH aquosa 12M 2 banhosmaria a 80C nas capelas 3 Materiais por grupo pipeta Pasteur espátula proveta de 25mL Kitassato rolha e mangueira de silicone 2 béqueres de 100mL 2 béquer de 50 mL 6 tubos de ensaio com suporte Suporte universal Papel de filtração Uma pipeta de 10 mL com pêra Uma pipeta Pasteur Funil de filtração Argola Suporte universal 4 Procedimento experimental 41 Propriedades químicas do dióxido de carbono e dos carbonatos 30 411 Prepare um gerador de CO2 Figura abaixo e adicione 7 g de NaHCO3 ao kitassato 412 Em um béquer de 100 mL coloque 50 mL de água destilada e algumas gotas de solução de vermelho de fenol 413 Coloque cerca de 35 mL de uma solução de HCl 2M no kitassato e fecheo com uma rolha de borracha Borbulhe o gás produzido na solução preparada no item 412 42 Comparação entre carbonatos e silicatos 421 Em um béquer de 50 mL adicione 125g de Na2CO3 com 5 mL de água destilada e agite até obter uma solução homogênea 422 Em um béquer de 50 mL adicione 075g de silicato de sódio com 5 mL de água destilada e agite até obter uma solução homogênea 423 Ponha algumas gotas de solução etanólica de fenolftaleína em cada um dos béquers Observe 424 Coloque gota a gota com auxílio de uma pipeta Pasteur com agitação uma solução de HCl 11 em cada um dos béquers até que haja mudança de cor do indicador Observe 31 43 Reatividade química do estanho e chumbo metálicos 431 Colocar um pedaço de estanho em 3 tubos de ensaio Adicionar NA CAPELA no primeiro tubo 4mL de HClaq 6M no segundo tubo 4mL de HNO3aq 6M e no terceiro tubo 4 mL de NaOHaq 12M Aquecer os tubos no banhomaria a 80C e observar eventuais reações 432 Repetir o procedimento 431 com pedaço de chumbo metálico Questionário 1 Determine as equações das reações químicas ocorrendo na parte 41 42 e 43 2 Os elementos carbono silício estanho e chumbo devem ser classificados como metais ou nãometais 32 Prática 7 Propriedades químicas do nitrogênio e fósforo 1 Princípios básicos Nitrogênio é raro na crosta terrestre no entanto é o elemento mais abundante na atmosfera terrestre 76 em massa É um elemento essencial para o crescimento das plantas mas elas são ao mesmo tempo incapazes de utilizar o nitrogênio atmosférico N2 pois sua alta energia de ligação 944 KJmol faz com que o nitrogênio molecular seja quase tão inerte quanto um gás nobre Para isso ele precisa ser fixado o que é feito por bactérias em nódulos nas raízes de plantas como o feijão Raios também convertem o nitrogênio do ar em óxidos que são levados ao solo pela chuva Quase todos os compostos utilizados tem como precursor a amônia NH3 sintetizada pelo processo de Haber Os compostos de nitrogênio são amplamente utilizados como fertilizantes remédios explosivos e plásticos Outra característica importante do nitrogênio é sua capacidade de formar ligações de hidrogênio assim como o oxigênio devido à sua alta eletronegatividade A ligação entre o oxigênio e o nitrogênio pode levar a uma grande variedade de moléculas e íons 7 diferentes óxidos de nitrogênio são conhecidos N2O NO N2O2 N2O3 NO2 N2O4 e N2O5 mostrando a capacidade do nitrogênio em adotar diferentes estados de oxidação Esses óxidos são geralmente formados por processos de combustão de compostos nitrogenados com ar da atmosfera motores de veículos caldeiras industriais fornos etc e são considerados poluentes atmosféricos Os mais comuns são o monóxido de nitrogênio NO que se apresenta como gás incolor o óxido nitroso N2O gasoso conhecido como gás hilariante e o dióxido de nitrogênio NO2 conhecido como gás castanho devido à cor avermelhada sendo um gás de irritante e muito tóxico Além das moléculas citadas ligações entre oxigênio e nitrogênio podem resultar na formação de íons como os íons nitrito NO2 e nitrato NO3 O íon nitrato pode atuar como agente oxidante em meio ácido presença de íons H 33 O fósforo é obtido dos minérios do tipo apatita que são as formas minerais do fosfato de cálcio Ca3PO42 Ele existe em mais de uma forma alotrópica como o fósforo branco o fósforo vermelho fósforo violeta e fósforo preto sendo o branco extremamente reativo reagindo de forma explosiva com oxigênio Compostos de fósforo também são muito utilizados como fertilizantes e explosivos A respeito dos outros elementos do grupo 15 arsênio e antimônio são metaloides com aplicação em algumas ligas metálicas O arsênio também é extremamente tóxico O bismuto é um metal com baixo ponto de fusão utilizado em detectores de incêndio 2 Materiais de uso geral Bico de Bunsen Isqueiro ou palitos de fósforo Papel indicador universal de pH Água destilada HNO3 concentrado KOH 5M Cloreto de amônio Dicromato de amônio Fósforo vermelho Nitrato de potássio Carvão ativo Enxofre elementar 1 suporte para tubos de ensaios na capela com o HNO3 1 béquer grande para descarte 3 Materiais por grupo 4 Tubos de ensaio 1 rolha de tubo de ensaio Estante para tubos de ensaio 34 Cadinho ou cápsula de porcelana Papel de filtro cortado em tiras Pinça para tubos de ensaio 2 vidros de relógio 1 espátula 4 Procedimento experimental 41 Compostos de nitrogênio 411 Em um tubo de ensaio colocar uma ponta de espátula de cobre em pó 412 Adicione então aproximadamente 2 mL de HNO3conc e observe Atenção esse procedimento deve ser realizado em capela de exaustão 413 Adicione aproximadamente 03g de NH42Cr2O7 em um tubo de ensaio 414 Aqueça em bico de Bunsen Muito cuidado ao aquecer o dicromato de amônio Façao lentamente 415 Em um tubo de ensaio acrescente aproximadamente 1g de NH4Cl 416 Adicione 2 mL de solução de KOH 5M 417 Coloque no tubo um papel indicador de pH previamente umedecido com água destilada sem que o papel entre em contato com a solução e feche o tubo com rolha 418 Após alguns minutos abre o tubo teste o odor do gás desprendido da solução e observe o papel pH 35 419 Pese separadamente 077g de KNO3 011g de enxofre elementar e 012g de carvão ativo Homogeneíze os pós em almofariz de porcelana para obter um pó fino 4110 realizar essa parte na capela Coloque a chama do bico de Bunsen em contato com os pós no almofariz até observar a combustão 42 Compostos de fósforo 421 Atenção Essa parte deve ser realizada em capela de exaustão 422 Em um cadinho ou cápsula de porcelana adicione uma ponta de espátula de fósforo vermelho 423 Acenda o fósforo vermelho com uma chama e deixe queimar até se extinguir 424 Adicione um pouco de água destilada e agite levemente 425 Meça o pH com papel indicador universal Questionário 1 Escreva as equações das reações envolvidas nos ensaios realizados 2 Explique porque algumas reações envolvendo compostos de nitrogênio são explosivas 3 Como o nitrogênio pode ser separado dos demais gases atmosféricos 4 Por que a fosfina PH3 é muito menos solúvel que o seu correspondente de nitrogênio a amônia 5 A combustão da pólvora negra processase de acordo com a seguinte reação aproximada 2KNO3 3C S K2S 3CO2 N2 Quantos litros de gás reduzido às condições de T 29C e P 1atm se libertarão após a combustão 36 de a 100g de pólvora b 2g de pólvora 37 Prática 8 Propriedades químicas do oxigênio e enxofre 1 INTRODUÇÃO O Grupo 16 da Tabela Periódica também apresenta grande variação de propriedades químicas e físicas entre as substâncias simples formadas por seus elementos O oxigênio e o ozônio por exemplo são gases a temperatura e pressão ambiente enquanto as demais substâncias simples do grupo são sólidas nessas condições A ligação covalente do hidrogênio com o oxigênio é muito mais polar que com os demais elementos deste grupo por isso a água é líquida nas condições ambientes enquanto os demais calcogenetos de hidrogênio H2S H2Se e H2Te são gasosos Muitos desses fatos podem ser explicados levandose em conta que o oxigênio tem o raio atômico menor e a eletronegatividade muito maior em relação aos demais elementos do grupo O oxigênio e enxofre são os elementos mais importantes do grupo 16 sendo o oxigênio fundamental em reações biológicas base da vida com água e carbono e processos industriais combustão Nessa prática iremos avaliar o comportamento de comburente do oxigênio De modo geral a palavra polímero ou plástico está associada a substâncias orgânicas como policloreto de vinila PVC polietileno ou polietilenotereftalato PET Contudo tendose por base a definição de polímeros como sendo uma macromolécula constituída pela união de grande número de unidades fundamentais monômeros certos compostos inorgânicos como o silicone ou o enxofre elementar podem formar macromoléculas levando à formação de polímeros Nessa prática iremos preparar um plástico inorgânico de enxofre 38 2 OBJETIVOS Obtenção de oxigênio e verificação de algumas de suas propriedades Verificação de algumas propriedades do enxofre 3 MATERIAIS POR GRUPO Cada grupo deverá trazer um pedaço de carvão Haste universal Garra Bico de Bunsen Tubo de ensaio grande Tubo de ensaio pequeno Pinça de madeira Erlenmeyer de 250mL Rolha para o erlenmeyer Bacia de plástico Espátula de metal Vidro de relógio Pinça de madeira Carvão Espátula em forma de colher Béquer de 50 mL Fósforos ou isqueiro Papel pH Bacia 4 REAGENTES 39 clorato de sódio NaClO3 Óxido de manganês IV MnO2 Enxofre S8 Água oxigenada 10 vol Solução de cloreto de bário BaCl2 01 molL1 5 PROCEDIMENTO 51 Reações de combustão com oxigênio 511 Prepare a montagem mostrada na Figura 1 512 Meça aproximadamente 2 g de NaClO3 e 02 g de MnO2 513 Misture bem as duas substâncias com uma espátula em um vidro de relógio 514 Transfira para um tubo de ensaio grande 515 Cada grupo deverá realizar uma montagem para recolher o oxigênio produzido no tubo de ensaio em um erlenmeyer de 250mL preenchido com água e invertido em uma bacia conforme Figura 1 Cada grupo poderá solicitar os materiais que achar necessário para realizar uma montagem funcional 516 Aqueça suavemente o tubo de ensaio Como o ponto de ebulição do NaClO3 é relativamente baixo tome cuidado para que ele não volatilize e se solidifique no tubo de vidro impedindo a passagem de gás O ideal é prender o tubo no suporte universal e aquecer o tubo suavemente com movimentos do bico de Bunsen na base do tubo 40 517 Quando o erlenmeyer estiver cheio de O2 retireo da bacia tampeo com uma rolha 518 Abra o balão e ponha dentro dele uma brasa de carvão Feche o balão e observe 519 Repita o procedimento para a obtenção de O2 Os procedimentos 5110 5111 e 5112 deverão ser realizados na capela 5110 Ponha cerca de 01 g de S8 em uma espátula e aqueça até a combustão chama azul 5111 Coloque o S8 em combustão dentro do erlenmeyer contendo O2 Feche o erlenmeyer e observe 5112 Depois de terminada a reação ponha no erlenmeyer 20 mL de solução de H2O2 Agite o erlenmeyer por alguns segundos 5113 Teste a acidez da solução com papel de indicador universal 5114 Adicione cerca de 2 mL da solução de cloreto de bário 01 molL1 à solução obtida no item 5112 Fig 1 Montagem para geração de oxigênio 41 6 Questionário 1 Escreva a equação da reação ocorrida no tubo de ensaio na parte 51 2 Qual é a função do MnO2 3 Como MnO2 poderia ser recuperado após a reação 4 Explique o resultado do experimento do item 518 5 Qual é a conclusão que se pode tirar do experimento 5114 Explique 6 Escreva a equação da reação ocorrida no experimento 5114 7 Qual é a conclusão que se pode tirar do experimento 5113 Explique 8 Por que se utilizou peróxido de hidrogênio no experimento 5112 Escreva a equação da reação ocorrida 9 Escreva a equação da reação ocorrida no experimento 5111
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27 Prática 6 Propriedades químicas dos elementos do grupo 14 1 Princípios básicos O carbono pode ser considerado um dos elementos mais importante na terra devido à riqueza da sua química e inúmeras aplicações O seu tamanho pequeno e configuração eletrônica semipreenchida 1s22s22p2 permitem a formação de ligações covalentes simples duplas ou triplas o que determina sua reatividade e propriedades O carbono pode formar compostos inorgânicos de grande importância como os carbonatos ou o diamante assim como é responsável pela diversidade de moléculas e reações orgânicas que regem as funções biológicas e manutenção da vida O carbono é considerado nãometal e forma predominantemente ligações covalentes e compostos moleculares Ele forma um óxido ácido quando em contato com a água com formação de íons carbonatos Os compostos de carbono e silício geralmente apresentam muitas diferenças em suas propriedades químicas Um exemplo é a maior facilidade do carbono de fazer ligações duplas e triplas Isto acontece devido ao seu pequeno raio atômico comparado ao do silício que possibilita uma superposição mais eficiente de orbitais p paralelos Existem entretanto algumas semelhanças entre os dois elementos Por exemplo tanto o carbono quanto o silício formam oxiânions de fórmula empírica XO32 a maioria dos sais desses ânions é pouco solúvel em água os sais de metais alcalinos são exceções e os dois ânions se comportam como bases de Bonsted Lowry na presença de água Contudo mesmo neste caso existem diferenças Enquanto os carbonatos são íons discretos nas redes cristalinas de seus sais a maioria dos silicatos é formada por complexas estruturas em que cada átomo de silício se liga covalentemente a quatro átomos de oxigênio que por sua vez se ligam a outros átomos de silício estendendose esta rede ad infinitum Essa característica estrutural dos silicatos também é observada no dióxido de silício Já os óxidos de carbono são substâncias moleculares 28 O dióxido de silício sílica é uma substância muito importante do grupo 14 Um bom indício de sua importância é a quantidade de trabalhos científicos envolvendo esta substância O dióxido de silício só é menos estudado que a água Entre outras aplicações a sílica é utilizada na fabricação de vidros Quando finamente dividida sílicagel é utilizada como catalisador agente dessecante pode absorver mais de 40 de sua massa em água etc A sílicagel utilizada como indicador de umidade é SiO2 misturado com sais de complexos de cobalto especialmente NH42CoCl4 A química do estanho e chumbo mostra muitas semelhanças exceto que o estado de oxidação 2 é mais estável para o chumbo do que o estanho efeito do par inerte Tanto o Sn como o Pb metálicos podem dissolverse em solução 1M de ácidos não oxidantes Entretanto isto só é possível na prática se utilizarmos uma solução de HCl ou H2SO4 a quente O chumbo metálico não se dissolve apreciavelmente em HCl diluído ou em H2SO4 com concentração até 50 Com os ácidos oxidantes como HNO3 concentrado o estanho e o chumbo reagem diferentemente O estanho reage lentamente formando o dióxido insolúvel SnO2 resultando no estado de oxidação 4 Embora o dióxido insolúvel do SnIV formado seja para a maior simplicidade escrita como SnO2 é de fato o hidróxido hidratado SnO2H2O O Pb por outro lado reage rapidamente com HNO3 gerando o nitrato de PbII solúvel 2 Materiais de uso geral HCl 6M HCl 1M HNO3 6M Estanho metálico Chumbo metálico Carbonato de cálcio CaCO3 Bicarbonato de sódio NaHCO3 Carbonato de sódio Na2CO3 Silicato de sódio Na2SiO3 Solução de vermelho de fenol 29 Solução de NaOH aquosa 12M 2 banhosmaria a 80C nas capelas 3 Materiais por grupo pipeta Pasteur espátula proveta de 25mL Kitassato rolha e mangueira de silicone 2 béqueres de 100mL 2 béquer de 50 mL 6 tubos de ensaio com suporte Suporte universal Papel de filtração Uma pipeta de 10 mL com pêra Uma pipeta Pasteur Funil de filtração Argola Suporte universal 4 Procedimento experimental 41 Propriedades químicas do dióxido de carbono e dos carbonatos 30 411 Prepare um gerador de CO2 Figura abaixo e adicione 7 g de NaHCO3 ao kitassato 412 Em um béquer de 100 mL coloque 50 mL de água destilada e algumas gotas de solução de vermelho de fenol 413 Coloque cerca de 35 mL de uma solução de HCl 2M no kitassato e fecheo com uma rolha de borracha Borbulhe o gás produzido na solução preparada no item 412 42 Comparação entre carbonatos e silicatos 421 Em um béquer de 50 mL adicione 125g de Na2CO3 com 5 mL de água destilada e agite até obter uma solução homogênea 422 Em um béquer de 50 mL adicione 075g de silicato de sódio com 5 mL de água destilada e agite até obter uma solução homogênea 423 Ponha algumas gotas de solução etanólica de fenolftaleína em cada um dos béquers Observe 424 Coloque gota a gota com auxílio de uma pipeta Pasteur com agitação uma solução de HCl 11 em cada um dos béquers até que haja mudança de cor do indicador Observe 31 43 Reatividade química do estanho e chumbo metálicos 431 Colocar um pedaço de estanho em 3 tubos de ensaio Adicionar NA CAPELA no primeiro tubo 4mL de HClaq 6M no segundo tubo 4mL de HNO3aq 6M e no terceiro tubo 4 mL de NaOHaq 12M Aquecer os tubos no banhomaria a 80C e observar eventuais reações 432 Repetir o procedimento 431 com pedaço de chumbo metálico Questionário 1 Determine as equações das reações químicas ocorrendo na parte 41 42 e 43 2 Os elementos carbono silício estanho e chumbo devem ser classificados como metais ou nãometais 32 Prática 7 Propriedades químicas do nitrogênio e fósforo 1 Princípios básicos Nitrogênio é raro na crosta terrestre no entanto é o elemento mais abundante na atmosfera terrestre 76 em massa É um elemento essencial para o crescimento das plantas mas elas são ao mesmo tempo incapazes de utilizar o nitrogênio atmosférico N2 pois sua alta energia de ligação 944 KJmol faz com que o nitrogênio molecular seja quase tão inerte quanto um gás nobre Para isso ele precisa ser fixado o que é feito por bactérias em nódulos nas raízes de plantas como o feijão Raios também convertem o nitrogênio do ar em óxidos que são levados ao solo pela chuva Quase todos os compostos utilizados tem como precursor a amônia NH3 sintetizada pelo processo de Haber Os compostos de nitrogênio são amplamente utilizados como fertilizantes remédios explosivos e plásticos Outra característica importante do nitrogênio é sua capacidade de formar ligações de hidrogênio assim como o oxigênio devido à sua alta eletronegatividade A ligação entre o oxigênio e o nitrogênio pode levar a uma grande variedade de moléculas e íons 7 diferentes óxidos de nitrogênio são conhecidos N2O NO N2O2 N2O3 NO2 N2O4 e N2O5 mostrando a capacidade do nitrogênio em adotar diferentes estados de oxidação Esses óxidos são geralmente formados por processos de combustão de compostos nitrogenados com ar da atmosfera motores de veículos caldeiras industriais fornos etc e são considerados poluentes atmosféricos Os mais comuns são o monóxido de nitrogênio NO que se apresenta como gás incolor o óxido nitroso N2O gasoso conhecido como gás hilariante e o dióxido de nitrogênio NO2 conhecido como gás castanho devido à cor avermelhada sendo um gás de irritante e muito tóxico Além das moléculas citadas ligações entre oxigênio e nitrogênio podem resultar na formação de íons como os íons nitrito NO2 e nitrato NO3 O íon nitrato pode atuar como agente oxidante em meio ácido presença de íons H 33 O fósforo é obtido dos minérios do tipo apatita que são as formas minerais do fosfato de cálcio Ca3PO42 Ele existe em mais de uma forma alotrópica como o fósforo branco o fósforo vermelho fósforo violeta e fósforo preto sendo o branco extremamente reativo reagindo de forma explosiva com oxigênio Compostos de fósforo também são muito utilizados como fertilizantes e explosivos A respeito dos outros elementos do grupo 15 arsênio e antimônio são metaloides com aplicação em algumas ligas metálicas O arsênio também é extremamente tóxico O bismuto é um metal com baixo ponto de fusão utilizado em detectores de incêndio 2 Materiais de uso geral Bico de Bunsen Isqueiro ou palitos de fósforo Papel indicador universal de pH Água destilada HNO3 concentrado KOH 5M Cloreto de amônio Dicromato de amônio Fósforo vermelho Nitrato de potássio Carvão ativo Enxofre elementar 1 suporte para tubos de ensaios na capela com o HNO3 1 béquer grande para descarte 3 Materiais por grupo 4 Tubos de ensaio 1 rolha de tubo de ensaio Estante para tubos de ensaio 34 Cadinho ou cápsula de porcelana Papel de filtro cortado em tiras Pinça para tubos de ensaio 2 vidros de relógio 1 espátula 4 Procedimento experimental 41 Compostos de nitrogênio 411 Em um tubo de ensaio colocar uma ponta de espátula de cobre em pó 412 Adicione então aproximadamente 2 mL de HNO3conc e observe Atenção esse procedimento deve ser realizado em capela de exaustão 413 Adicione aproximadamente 03g de NH42Cr2O7 em um tubo de ensaio 414 Aqueça em bico de Bunsen Muito cuidado ao aquecer o dicromato de amônio Façao lentamente 415 Em um tubo de ensaio acrescente aproximadamente 1g de NH4Cl 416 Adicione 2 mL de solução de KOH 5M 417 Coloque no tubo um papel indicador de pH previamente umedecido com água destilada sem que o papel entre em contato com a solução e feche o tubo com rolha 418 Após alguns minutos abre o tubo teste o odor do gás desprendido da solução e observe o papel pH 35 419 Pese separadamente 077g de KNO3 011g de enxofre elementar e 012g de carvão ativo Homogeneíze os pós em almofariz de porcelana para obter um pó fino 4110 realizar essa parte na capela Coloque a chama do bico de Bunsen em contato com os pós no almofariz até observar a combustão 42 Compostos de fósforo 421 Atenção Essa parte deve ser realizada em capela de exaustão 422 Em um cadinho ou cápsula de porcelana adicione uma ponta de espátula de fósforo vermelho 423 Acenda o fósforo vermelho com uma chama e deixe queimar até se extinguir 424 Adicione um pouco de água destilada e agite levemente 425 Meça o pH com papel indicador universal Questionário 1 Escreva as equações das reações envolvidas nos ensaios realizados 2 Explique porque algumas reações envolvendo compostos de nitrogênio são explosivas 3 Como o nitrogênio pode ser separado dos demais gases atmosféricos 4 Por que a fosfina PH3 é muito menos solúvel que o seu correspondente de nitrogênio a amônia 5 A combustão da pólvora negra processase de acordo com a seguinte reação aproximada 2KNO3 3C S K2S 3CO2 N2 Quantos litros de gás reduzido às condições de T 29C e P 1atm se libertarão após a combustão 36 de a 100g de pólvora b 2g de pólvora 37 Prática 8 Propriedades químicas do oxigênio e enxofre 1 INTRODUÇÃO O Grupo 16 da Tabela Periódica também apresenta grande variação de propriedades químicas e físicas entre as substâncias simples formadas por seus elementos O oxigênio e o ozônio por exemplo são gases a temperatura e pressão ambiente enquanto as demais substâncias simples do grupo são sólidas nessas condições A ligação covalente do hidrogênio com o oxigênio é muito mais polar que com os demais elementos deste grupo por isso a água é líquida nas condições ambientes enquanto os demais calcogenetos de hidrogênio H2S H2Se e H2Te são gasosos Muitos desses fatos podem ser explicados levandose em conta que o oxigênio tem o raio atômico menor e a eletronegatividade muito maior em relação aos demais elementos do grupo O oxigênio e enxofre são os elementos mais importantes do grupo 16 sendo o oxigênio fundamental em reações biológicas base da vida com água e carbono e processos industriais combustão Nessa prática iremos avaliar o comportamento de comburente do oxigênio De modo geral a palavra polímero ou plástico está associada a substâncias orgânicas como policloreto de vinila PVC polietileno ou polietilenotereftalato PET Contudo tendose por base a definição de polímeros como sendo uma macromolécula constituída pela união de grande número de unidades fundamentais monômeros certos compostos inorgânicos como o silicone ou o enxofre elementar podem formar macromoléculas levando à formação de polímeros Nessa prática iremos preparar um plástico inorgânico de enxofre 38 2 OBJETIVOS Obtenção de oxigênio e verificação de algumas de suas propriedades Verificação de algumas propriedades do enxofre 3 MATERIAIS POR GRUPO Cada grupo deverá trazer um pedaço de carvão Haste universal Garra Bico de Bunsen Tubo de ensaio grande Tubo de ensaio pequeno Pinça de madeira Erlenmeyer de 250mL Rolha para o erlenmeyer Bacia de plástico Espátula de metal Vidro de relógio Pinça de madeira Carvão Espátula em forma de colher Béquer de 50 mL Fósforos ou isqueiro Papel pH Bacia 4 REAGENTES 39 clorato de sódio NaClO3 Óxido de manganês IV MnO2 Enxofre S8 Água oxigenada 10 vol Solução de cloreto de bário BaCl2 01 molL1 5 PROCEDIMENTO 51 Reações de combustão com oxigênio 511 Prepare a montagem mostrada na Figura 1 512 Meça aproximadamente 2 g de NaClO3 e 02 g de MnO2 513 Misture bem as duas substâncias com uma espátula em um vidro de relógio 514 Transfira para um tubo de ensaio grande 515 Cada grupo deverá realizar uma montagem para recolher o oxigênio produzido no tubo de ensaio em um erlenmeyer de 250mL preenchido com água e invertido em uma bacia conforme Figura 1 Cada grupo poderá solicitar os materiais que achar necessário para realizar uma montagem funcional 516 Aqueça suavemente o tubo de ensaio Como o ponto de ebulição do NaClO3 é relativamente baixo tome cuidado para que ele não volatilize e se solidifique no tubo de vidro impedindo a passagem de gás O ideal é prender o tubo no suporte universal e aquecer o tubo suavemente com movimentos do bico de Bunsen na base do tubo 40 517 Quando o erlenmeyer estiver cheio de O2 retireo da bacia tampeo com uma rolha 518 Abra o balão e ponha dentro dele uma brasa de carvão Feche o balão e observe 519 Repita o procedimento para a obtenção de O2 Os procedimentos 5110 5111 e 5112 deverão ser realizados na capela 5110 Ponha cerca de 01 g de S8 em uma espátula e aqueça até a combustão chama azul 5111 Coloque o S8 em combustão dentro do erlenmeyer contendo O2 Feche o erlenmeyer e observe 5112 Depois de terminada a reação ponha no erlenmeyer 20 mL de solução de H2O2 Agite o erlenmeyer por alguns segundos 5113 Teste a acidez da solução com papel de indicador universal 5114 Adicione cerca de 2 mL da solução de cloreto de bário 01 molL1 à solução obtida no item 5112 Fig 1 Montagem para geração de oxigênio 41 6 Questionário 1 Escreva a equação da reação ocorrida no tubo de ensaio na parte 51 2 Qual é a função do MnO2 3 Como MnO2 poderia ser recuperado após a reação 4 Explique o resultado do experimento do item 518 5 Qual é a conclusão que se pode tirar do experimento 5114 Explique 6 Escreva a equação da reação ocorrida no experimento 5114 7 Qual é a conclusão que se pode tirar do experimento 5113 Explique 8 Por que se utilizou peróxido de hidrogênio no experimento 5112 Escreva a equação da reação ocorrida 9 Escreva a equação da reação ocorrida no experimento 5111