Química Inorgânica - Balanceamento Redox, Peróxido de Hidrogênio e Alúmen de Cromo

Trabalho de Química Inorgânica e Mineralogia II vale 05 ponto na AS Individual 1 Fazer o balanceamento da reação em meio ácidomostre o desenvolvimento Indique s agentes oxidante e redutor da reação H2O2 Ce4 O2 Ce3 2 Equacione a reação descrita 3 Justifique sua escolha 4Qual propriedade do peróxido de hidrogênio se verifica na reação com solução ácida de permanganato de potássio Equacione as semirreações de oxidação e reduçãomostre os NOX e indique a equação total 5Na obtenção do alúmen de cromo 250g de dicromato de potássio foi diluído em água sob aquecimento após o meio foi acidificado com ácido sulfúrico concentrado adicionouse etanol tendose o cuidado de manter a solução a temperatura inferior a 40C Deixada a solução em repouso por alguns dias filtrouse e obtémse a formação de 795g de cristais a Escreva as equações químicas correspondentes ao processo b Calcular o rendimento percentual da reação 6 Com base no artigo Maia Osório Química Nova 2642003 responda as seguintes questões aMostre que a perda de massa esperada é 3692 bNo passado muito cloreto de cálcio foi despejado em lagos e rios até que legislações de proteção ao meio ambiente proibissem tal procedimento Dê uma possível explicação para tal afirmação c Equacione a reação entre SO3 e Na2O e SO3 e CaO e indique os ácidos e bases de LuxFlood 7Escreva o ciclo do cobre e indique todas as reações envolvidas descrevendo suas observações em cada etapa 1 Reação sem balanceamento H 2O2C e 4 O2C e 3 Por essa equação é possível perceber que o C e 4 reduz pois passa para o estado de oxidação 3 Portanto C e 4 é o agente oxidante enquanto H 2O2 é o agente redutor A oxidação do peróxido de hidrogênio resulta em O2 e H 2O portanto H 2O2C e 4 O2C e 3 H 2O A carga nos lados da equação precisam ser a mesma e considerando o meio ácido H 2O2C e 4H O2C e 3H2O Sabendo que o coeficiente do C e 4 do H e do C e 3 devem ser iguais para mantermos a eletroneutralidade basta tentar balancear a equação por tentativa e erro Tente atribuir o coeficiente 2 ao peróxido de hidrogênio para obter 2 H 2O22Ce 42H 1 2 O 2 2 C e 3 3 H2O Portanto para todos os coeficientes serem inteiros vamos multiplicar tudo por 2 4 H2O24 Ce 44 HO 24 C e 3 6H2O 2 Resposta A Remover a dureza da água Pelo esquema o fosfato seve para precitpitar o cálcio provavelmente na forma de C a3PO4 2 sendo que o cálcio é um dos responsáveis pela dureza da água 3 O teste 1 deveria ser considerado tendo em vista que os sais de sulfato de carbonato insolúveis que formam as crostas em tubulações são sais de cálcio CaSO4 e CaC O3 Logo o teste de cálcio irá indicar a tendência de formar obstruções nas tubulações 4 Se verifica a propriedade do peróxido de hidrogênio de ser um agente redutor o que pode ser verificado pelas seguintes semirreações H 2O2O22 H 2e Em meio ácido a redução do permanganato pode ser escrita como MnO4 8 H Para chegarmos na equação global basta igualarmos os números de elétrons e somarmos as duas semirreações Desta forma multiplicando a primeira reação por 5 e a segunda por 2 e somando 5 H 2O22 MnO4 16 H 10 e 5O210 H 10 e 2 Mn 2 8H 2O 5 H 2O22 MnO4 6 H 5O22 M n 2 8H2O 5 No processo descrito o dicromato de potássio K2CrO7 reage em meio ácido com o etanol a Nesta reação o íon dicromato é reduzido a Cr 3 o qual irá formar o sulfato duplo de cromo e potássio alúmen enquanto o etanol irá se oxidar formando um composto orgânico mais oxidado acetaldeído por exemplo As semirreações podem ser escritas da seguinte forma Oxidação C2H 5OHH 2OC H 3CHO4 H 4e Redução Cr 2O7 214H 6 e 2C r 37H2O A reação global é K2Cr2O74 H 2SO43C2 H 5OH 2 KCr SO427 H 2O3CH 3CHO b A relação estequiométrica entre dicromato de potássio e alúmen de cromo é 12 Sabendo que a M M K2Cr 2O7294185 gmol e que M M 2 KCr SO 4228322 gmol Logo a relação de massa entre dicromato e o alumen é 1moldicromato2mol alúmen 294185 gdedicromato 2x 28322 gde alúmen 294185 gdedicromato 56644 gde alúmen Com essa relação é possível calcular o rendimento da reação 294185 gdedicromato566 44 gdealúmen 250 gdedicromatox g dealúmen x4813 gde alúmencasoareaçãotivesserendimento de100 Como a massa de cristais no final do experimento foi de 795g o rendimento percentual da reação é redimento 795 4813 100165 NO xO1 NO xO0 NO x Mn7 NO x Mn2 Esse rendimento acima de 100 indica que o alúmen de cromo obtido no final do experimento é um sal hidratado e o rendimento correto só pode ser calculado se soubermos o número de águas de hidratação no sal Considerando que o alúmen de cromo geralmente se apresenta na forma dodecahidratado podese refazer as contas da seguinte forma M M 2 KCr SO 4212 H 2O46322gmol 94185 gde dicromato2x 46322g dealúmen 250 gdedicromatox g dealúmen x24590 gdealúmen casoareaçãotivesserendimentode 100 r edimento 795 24590 100 323 6 a A decomposição térmica do bicarbonato de sódio é representada pela seguinte equação de reação 2 NaHCO3s N a2CO3sH 2O g CO2g A massa molar do NaHCO3 é 84 00 gmol e a massa molar do N a2CO3s é 1060 gmol A perda de massa ocorre pela liberação de água e dióxido de carbono logo para cada mol de NaHCO3 são liberados 1 mol de água e 1 mol de CO2 Perdade massa m H2OmC O2 mNaHC O 3 100 Para dois mols de bicarbonato temos Perdade massa1802g4401 g 284 00 100 Perdade massa36 92 b A liberação de grandes quantidades deste sal em ambientes aquáticos provocaria o aumento na dureza da água e a sua salinidade o que pode provocar um impacto ambiental pois animais aquáticos são sensíveis a mudanças de salinidade Dessa forma essa ação desenfreada pode comprometer a vida desses animais e consequentemente os ambientes aquáticos c As reações entre SO3 e N a2O e SO3 e CaO são N a2OSO 3N a2SO4 CaOSO3CaSO 4 A teoria ácidobase de LuxFlood define um ácido como um óxido que aceita um par de elétrons de um óxido e uma base como um óxido que doa um par de elétrons a um óxido Nessas reações o SO3 atua como um ácido de LuxFlood pois é um óxido não metálico que reage com óxidos metálicos formando sais O N a2O e o CaO atuam como bases de LuxFlood pois são óxidos metálicos que reagem com óxidos não metálicos formando sais 7 O ciclo do cobre é composto de 5 reações donde os pontos inicial e final são do Cu 0 As reações que compõe o ciclo são 1º Oxidação do cobre metálico pelo ácido nítrico formando nitrato de cobre II e óxido de nitrogênio Cus 4 HN O3aqCu NO32aq2 NO2g2 H 2Ol Nesta etapa observase a dissolução do cobre metálico formando uma solução azul de nitrato de cobre II com a liberação de um gás marrom de dióxido de nitrogênio 2º Precipitação de hidróxido de cobre II por hidróxido de sódio formando um sólido azul Cu NO32aq2 NaO H aqCu OH 2 s2NaN O3aq Nesta etapa observase a formação de um precipitado gelatinoso azul de hidróxido de cobre II 3º Decomposição térmica do hidróxido de cobre II formando óxido de cobre II e água Cu OH 2 s CuOs H 2Og Nesta etapa observase a mudança de cor do sólido de azul para preto indicando a formação de óxido de cobre II Também se observa a liberação de vapor de água 4º Dissolução do óxido de cobre II por ácido sulfúrico formando sulfato de cobre II e água CuOs H 2SO4aqCuSO4 aqH 2Ol Nesta etapa observase a dissolução do óxido de cobre II em uma solução azul de sulfato de cobre II 5º Redução do sulfato de cobre II por zinco metálico formando cobre metálico e sulfato de zinco CuS O4aqZ ns 0 C us 0 ZnSO 4aq Nesta etapa observase a formação de cobre metálico que se deposita sobre o zinco e a mudança de cor da solução de azul para incolor indicando a formação de sulfato de zinco