Experimento 6 Síntese de Óxidos Resolvido-2022 2

Discussão 1 Apresente equações químicas completas correspondentes às reações observadas 2 Calcular o rendimento da reação proposta 3 Cite outras substâncias ferromagnéticas e explique as propriedades magnéticas dos materiais 4 Consulte outros métodos químicos para obtenção de óxidos metálicos Data Experimento XX título do experimento Em azul somente as instruções para preenchimento do caderno de laboratório 1 Metodologia realizar esquemas ou fluxogramas da metodologia da pratica 2 Esquema de reação Desenhar as estruturas químicas dos reagentes seguida da seta de reação com os solventes e catalisadores e então desenhar as estruturas químicas dos produtos Detalhar a estequiometria da reação 3 Dados dos reagentes e produtos Nome Quantidade teórica Quantidade real Reagente A 10 g 105 g Reagente B 10 mL 11 mL Solvente C Catalisador D 4 Observações do experimento Ex Vidraria quebrou Experimento não deu certo Tempo real de reação Mudanças de cor Geração de gases Aspecto da reação Erros no procedimento e como foram corrigidos Observações Preenchimento com letra legível Iniciar as anotações do experimento no topo da página DISCUSSÃO Questão 1 Dissolução do cloreto de ferro II FeCl2 aq Fe2 aq 2 Cl aq Dissolução do cloreto de ferro III 2 FeCl3 aq 2 Fe3 aq 6 Cl aq Fe2 aq 2 Fe3 aq 8 Cl aq 8 NH4aq 8OH aq Fe3O4s 8 NH4Claq 4 H2Ol Reação global FeCl2 aq 2 FeCl3aq 8 NH4OHaq Fe3O4 s 8 NH4Cl aq 4 H2O l Questão 2 Número de mols nFeCl2 m MM 18 g 126751gmol 0014 mol de FeCl2 nFeCl3 m MM 54 g 1622gmol 0033mol de FeCl3 dm V md V 153 gmL 121mL3213 gde NH 4Cl nNH 4Cl m MM 3213 g 53491gmol 0601mol de NH 4Cl Determinando o reagente limitante Por estequiometria 1 mol de FeCl2 1 mol de FeCl3 então 1mol de FeCl22mol de FeCl3 0014 mol de FeCl2X X0014 mol de FeCl22mol de FeCl3 1mol de FeCl2 X0028mol de FeCl3 Utilizouse 0033 mol de FeCl3 portanto este reagente está em excesso Por estequiometria 1 mol de FeCl2 8 mol de NH4Cl então 1mol de FeCl28mol de NH 4Cl 0014 mol de FeCl2X X0014 mol de FeCl28mol de NH 4Cl 1mol de FeCl2 X0112mol de NH 4Cl Utilizouse 0601 mol de NH4Cl portanto este reagente está em excesso Desse modo o FeCl2 é o reagente limitante Rendimento teórico Por estequiometria 1 mol de FeCl2 1 mol de Fe3O4 então 1mol126751 gmol de FeCl21mol231533 gmol de Fe3O4 18 gde FeCl2X X18 gde FeCl2231533de Fe3O4 126751gde FeCl2 X329 gde Fe3O4 Rendimento percentual RP240 g 329 g 100 RP729 Questão 3 As substâncias ferromagnéticas são formadas somente por ferro níquel e cobalto além das ligas metálicas formadas por estes elementos essas substâncias podem ser facilmente identificadas pelo uso de ímãs os quais são atraídos devido aos seus campos magnéticos de alta intensidade Em relação às propriedades magnéticas além das substâncias ferromagnéticas temse as paramagnéticas e diamagnéticas que geralmente são consideradas não magnéticas porque apresentam efeitos muito pequenos quando estão sobre a influência de um campo magnético As substâncias paramagnéticas são fracamente atraídas por ímãs pois apresentam elétrons desemparelhados que se alinham na presença de um campo magnético promovendo o surgimento de um ímã que tem a capacidade de provocar um leve aumento na intensidade do valor do campo magnético Por outro lado as substâncias diamagnéticas apresentam um campo magnético no sentido contrário do campo aplicado na substância portanto não são nenhum pouco atraído por ímãs Questão 4 Os óxidos metálicos são facilmente encontrados na natureza podendo ser extraídos Além disso podem ser sintetizados alguns métodos de síntese são precipitação co precipitação usando precursores poliméricos etc Data Experimento 6 Síntese de óxidos 1 Metodologia 2 Esquema de reação Dissolução do cloreto de ferro II FeCl2 aq Fe2 aq 2 Cl aq Dissolução do cloreto de ferro III 2 FeCl3 aq 2 Fe3 aq 6 Cl aq Fe2 aq 2 Fe3 aq 8 Cl aq 8 NH4aq 8OH aq Fe3O4s 8 NH4Claq 4 H2Ol Reação global FeCl2 aq 2 FeCl3aq 8 NH4OHaq Fe3O4 s 8 NH4Cl aq 4 H2O l 3 Dados dos reagentes e produtos Nome Quantidade teórica Quantidade real Cloreto de Ferro II 18 g 18 g Cloreto de Ferro III 54 g 54 g Hidróxido de amônio 21 mL 21 mL Água destilada 21 mL 21 mL Óxido de Ferro II III 329 240 g 4 Observações do experimento FeCl2 10 mL de água destilada FeCl3 10 mL de água destilada 10 min sob agitação 42 mL de NH4OH 50 VV 60 min sob agitação Retirar da agitação Com o auxílio do imã lavar 3X com água destilada Confinar o produto com o imã e secar Ao adicionar a solução de NH4Cl ao erlenmeyer contendo a mistura de FeCl2 e FeCl3 a solução ficou escura e quente e um cheiro forte foi sentido O erlenmeyer contendo a solução resultante ficou sob agitação magnética durante 60 minutos para completar a reação de síntese do óxido de ferro A lavagem foi realizada com o auxílio do ímã para retirar o que não reagiu atraindo o produto com propriedades magnéticas e dispensando o que não reagiu Após a lavagem e secagem do produto obtevese 240 g de Fe3O4 Nome Data do experimento Experimento 6 Síntese de óxidos 1 Introdução Os óxidos são compostos inorgânicos formados por oxigênio e um outro elemento químico A magnetita por exemplo é uma substância cuja fórmula química é Fe3O4 apresentando a proporção de 1 Fe II 2 Fe III 4 O logo é considerada um óxido Por ser um composto de ferro a magnetita apresenta propriedades magnéticas singulares cujo campo eletromagnético é fortemente atraído por ímãs 2 Esquema de reação Dissolução do cloreto de ferro II FeCl2 aq Fe2 aq 2 Cl aq Dissolução do cloreto de ferro III 2 FeCl3 aq 2 Fe3 aq 6 Cl aq 3 Fe2 aq 2 Fe3 aq 8 Cl aq 8 NH4aq 8OH aq Fe3O4s 8 NH4Claq 4 H2Ol Reação global FeCl2 aq 2 FeCl3aq 8 NH4OHaq Fe3O4 s 8 NH4Cl aq H2O l 3 Dados dos reagentes e produtos Nome MM gmol M g V mL N mol d gmL TF e TE C Cuidados especiais referência pictogramas Cloreto de Ferro II 126751 18 00142 316 677 1023 1 Cloreto de Ferro III 1622 54 00333 29 306 315 2 Hidróxido de amônio 53491 21 0601 153 338 520 3 Água destilada 1802 21 117 100 0 100 Óxido de Ferro II III 231533 240 00103 517 1597 4 4 Resultados e discussão A magnetita é um óxido de ferro formado pelos íons de ferro II e ferro III portanto para sintetizar essa substância é necessário prover de reagentes precursores de ferro por isso foram utilizados os cloretos de ferro II e III FeCl2 e FeCl3 os quais foram solubilizados em água destilada e deixados em contato sob agitação durante 10 minutos Ao adicionar o hidróxido de amônio na solução a solução ficou escura conforme pode ser observado na Figura 1 e liberou um cheiro forte associado a presença de amônio na solução Figura 1 Solução resultante da mistura de FeCl2 F2Cl3 e NH4Cl A coloração preta observada na reação corresponde a formação da magnetita5 o nde o sistema permaneceu sob agitação por 60 minutos para que o processo reacional fosse finalizado Após o tempo estabelecido a agitação foi interrompida e a solução foi lavada com o auxílio do ímã Na Figura 2 é possível observar que o produto Fe 2O3 fica atraído pelo ímã por ser uma substância ferromagnética6 Figura 2 Separação do Fe2O3 das demais espécies em solução Assim devido as propriedades magnéticas do produto obtido é possível separá lo das demais espécies presentes em solução Após a lavagem e secagem do produto obtevese 240 g de Fe2O3 A reação teve um rendimento de 729 Através desse experimento foi possível obter o óxido de ferro e observar as propriedades magnéticas dessa substância Assim podese dizer que a prática foi satisfatória tendo um rendimento de aproximadamente 73 5 Referências bibliográficas 1 SEM AUTOR Ficha de Informações de Segurança e Produtos Cloreto de Ferro II Disponível em httpswwwicbufmgbrinstitucionaladministracaocentralgerencias residuosfispqfichasdeinformacoesdesegurancadeprodutosquimicos518cloreto deferroiifile Acesso em 01 de out de 2022 2 SEM AUTOR Ficha de Dados de Segurança Cloreto de Ferro III Disponível em httpssitesffclrpuspbrcipafispqCloreto20de20ferro20IIIpdf Acesso em 01 de out de 2022 3 SEM AUTOR Ficha de Informações de Segurança e Produtos Químicos Hidróxido de amônio Disponível em httpsessecodobrasilcombrwpcontentuploads201808FISPQNC2AF008 HIDRE280A1XIDODEAME2809ANIOAtualizadaem10072018pdf Acesso em 01 de out de 2022 4 SEM AUTOR Ficha de Segurança Óxido de Ferro IIIII Disponível em httpswwwquimicabrasileiracombrwpcontentuploads201805FISPQOXIDODE FERROM200QUIMITEC3pdf Acesso em 01 de out de 2022 5 SEM AUTOR Magnetita Disponível em httpsdidaticoigcuspbrmineraisoxidos hidroxidosmagnetita Acesso em 01 de out de 2022 6 SEM AUTOR Materiais paramagnéticos diamagnéticos e ferromagnéticos Disponível em httpsbrasilescolauolcombrfisicamateriaisparamagneticos diamagneticosferromagneticoshtm Acesso em 01 de out de 2022 Universidade Federal de Pernambuco Centro de Formação DocenteCentro Acadêmico do Agreste Licenciatura em Química Laboratório de Química Inorgânica Turma 5Q 20221 Professora Lizeth Carolina Mojica Sánchez Pratica 6 Síntese de óxidos Introdução Química do ferro química do óxido de ferro propriedades magnéticas dos materiais síntese de óxidos A magnetita Fe3O4 contém ferro II e ferro III na proporção estequiométrica 12 e pode ser mais bem representada pela fórmula FeIIFeIII2O4 Para sintetizar a magnetita precisamos de precursores que forneçam FeII e FeIII na proporção estequiométrica 12 Em meio básico precipitamse simultaneamente os hidróxidos FeOH2 e FeOH3 em estado amorfo que se transformam espontaneamente em Fe3O4 microcristalino A propriedade ferromagnética do produto pode ser verificada facilmente mediante um imã Objetivo realizar a síntese química do óxido de ferro e evidenciar as propriedades magnéticas dos materiais Parte Experimental Material e reagentes Erlenmeyer 125 mL Proveta de 10 mL Papel filtro Funil Imã Chapa de aquecimento com agitador magnético Solução a recém preparada 54 g de FeCl3 em 10 mL de água Solução b recém preparada 18 g de FeCl2 em 10 mL de água Solução c 42 mL de NH4OH 50 VV 21 mL de NH4OH em 21 mL de água destilada Procedimento 1 Em um erlemeyer adicionar 10 mL da solução a e 10 mL da solução b Agitar durante 10 min 2 Adicionar os 42 mL de NH4OH 50 VV ao erlemeyer contendo os precursores de ferro 3 Deixe a reação completar durante 60 minutos 4 Retire a reação da agitação magnética e lave com o auxílio do imã o produto obtido 3 vezes com água destilada 5 Confine com o imã o produto após as lavagens e seque Discussão 1 Apresente equações químicas completas correspondentes às reações observadas 2 Calcular o rendimento da reação proposta 3 Cite outras substancias ferromagnéticas e explique as propriedades magnéticas dos materiais 4 Consulte outros métodos químicos para obtenção de óxidos metálicos Descarte de resíduos As soluções utilizadas após diluição com água podem ser descartadas na pia O produto sólido obtido deve ser guardado e armazenado