Relatório de Laboratório n.º 2 de Química Geral: princípio de Le Chatelier e preparação de soluções · ISPTEC · 2019

Relatório de Laboratório de Química Geral, do curso de Engenharia Química no Instituto Superior Politécnico de Tecnologias e Ciências (ISPTEC), 2019. Docente: Prof. Domingos Santana.

Relatório da experiência n.º 2 de Química Geral sobre o princípio de Le Chatelier, estudado no equilíbrio entre os iões cromato e dicromato com a adição de H⁺, OH⁻ e Ba²⁺, e também sobre a preparação de soluções. Tem introdução, objectivos, materiais e reagentes, procedimento, resultados e discussão das mudanças de cor.

Tipo

Relatório de Laboratório

Cadeira

Química Geral

Curso

Engenharia Química

Universidade

Instituto Superior Politécnico de Tecnologias e Ciências

Ano

2019

Docente

Prof. Domingos Santana

Ficheiro

PDF, 12 páginas

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INSTITUTO SUPERIOR POLITÉCNICO DE TECNOLOGIAS E CIÊNCIASDEPARTAMENTO DE ENGENHARIA E TECNOLOGIASQUÍMICA GERALRELATÓRIOEXPERIÊNCIA Nº02Princípio de Le Chatelier: Equilíbriocromato-dicromatoPreparação de soluçõesINTEGRANTES DO GRUPO N.º11Sara Bastos – 20182132Davi Mendes – 20190808CURSO: ENGENHARIA QUÍMICA DOCENTE: Domingos SANTANATURMA: EQM1_M1Data de Realização: 30/05/2019

I. INTRODUÇÃOSegundo o princípio de Le Chatelier, quando uma perturbação exterioré aplicada a um sistema em equilíbrio dinâmico, ele tende a se ajustarpara reduzir ao mínimo o efeito da perturbação. Dessa forma, há umdeslocamento do equilíbrio, ou seja, uma busca por uma nova situaçãode equilíbrio, favorecendo um dos sentidos da reação. Se favorecer areação direta, com formação de mais produto, dizemos que o equilíbriose deslocou para a direita. Entretanto, é dito que se deslocou para aesquerda se foi favorecida a reação inversa, com formação dereagentes. Existem três fatores que provocam essas alterações, eles são:concentração, pressão e temperatura.Nesta experiência iremos analisar este princípio envolvendo a variaçãoda concentração tendo como objecto principal de estudo os iões2-cromato (CrO4) presentes no cromato de potássio (K2CrO4) e os iões2-dicromato (Cr2O7) no dicromato de potássio (K2Cr2O7), na qual serãoadicionados iões H+, OH- e Ba+.Para compreendermos o princípio na experiência devemos antes saberque:• Trata-se apenas das reações entre os iões;• Os iões cromato são amarelados;• E os iões dicromato são alaranjados.Por tanto quanto mais amarelados mais iões cromatos existem e quantomais alaranjado mais iões dicromato existemA alteração do equilíbrio notar-se-á através das alterações que irãoocorrer na cor das soluções presentes.II. OBJECTIVOS:• Compreender o princípio de Le Chatelier.• Identificar as condições que podem afetar um equilíbrio químico.INSTITUTO SUPERIOR POLITÉCNICO DE TECNOLOGIAS E CIÊNCIASAV. Luanda Sul, Rua Lateral Via S10, Talatona – Município do Belas – Luanda/AngolaTelefones: +244226430334/44226430330 – Email: [email protected]

III. PARTE EXPERIMENTALIII.1. MATERIAIS E REAGENTESPreparação de soluçõesMateriais ReagentesUm vidro relógio Água destiladaUma vareta de vidro Cloreto de sódio extra puroUma espátulaUma balança analítica; 00,000Um béquer, 100mlDois balões volumétricos,100ml e 250mlUm FunilUm esguichoPrincípio de Le Chatelier: Equilíbrio Cromato-DicromatoMateriais Reagentes5 conta gotas Solução em K2CrO4, 0,1mol/l10 tubos de ensaio Solução em K2Cr2O7, 0,1mol/l5 copos de precipitação Solução em HCl, 0,1mol/lSolução em NaOH, 0,1mol/lSolução em Ba(NO3)2, 0,1mol/lINSTITUTO SUPERIOR POLITÉCNICO DE TECNOLOGIAS E CIÊNCIASAV. Luanda Sul, Rua Lateral Via S10, Talatona – Município do Belas – Luanda/AngolaTelefones: +244226430334/44226430330 – Email: [email protected]

III.2. ESQUEMA DA APARELHAGEMEsguichoINSTITUTO SUPERIOR POLITÉCNICO DE TECNOLOGIAS E CIÊNCIASAV. Luanda Sul, Rua Lateral Via S10, Talatona – Município do Belas – Luanda/AngolaTelefones: +244226430334/44226430330 – Email: [email protected]

III.3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTALProcedimento: Preparação de solução por dissolução• Procedimento A1: Preparação de 100 ml de solução 1M KCl.1 – Meteu-se rigorosamente o sal num vidro de relógio na balançaanalítica para pesar a massa de NaCl.2 – Transferiu-se o sal para um béquer e adicionou-se água destilada.3 – Fez-se a mistura com ajuda de uma vareta de vidro. Adicionou-sequantidade necessária de água destilada e dissolveu-se o conteúdodo béquer.4 – Transferiu-se a solução para um balão de 100ml limpo e seco, lavandoantes o frasco uma ou duas vezes com um pouco da própria solução.5 – Adicionou-se água destilada para atingir o menisco e homogeneizara solução.6 – Guardou-se e rotulou-se a solução.• Procedimento B1: Preparação de 250 ml de solução grosseira,aproximadamente 0,10 mol/l em cloreto de sódio (NaCl).1 – Calculou-se o volume de NaCl;2 – Mediu-se o volume calculado numa proveta;3 – Colocou-se num balão de 250ml e acresceu-se água destilada até aomenisco.4 – Agitou-se e homogeneizou-se a solução.5 – Guardou-se e rotulou-se a solução.INSTITUTO SUPERIOR POLITÉCNICO DE TECNOLOGIAS E CIÊNCIASAV. Luanda Sul, Rua Lateral Via S10, Talatona – Município do Belas – Luanda/AngolaTelefones: +244226430334/44226430330 – Email: [email protected]

Procedimento: Equilíbrio químicoParte I1. Com a 1ª conta gotas transferiu-se cerca de 10 gotas no tubo deensaio 1 de solução em K2CrO4 contida num copo de precipitação enum outro (tubo 2) com a 2ª conta gotas a mesma quantidade (10gotas) de solução em KCr2O7 contida num outro copo de precipitação.Registou-se a cor inicial de cada solução, a 1ª era de cor amarela e aoutra laranja.2. Com a 3ª conta gotas adicionou-se a cada um dos tubos a soluçãode HCl, contida num copo de precipitação, uma quantidade de 5gotas e registou-se a mudança de cor.3. Repetiu-se o passo 1 (utilizando os tubos 3 e 4). Registou-se a cor decada solução inicial.4. Com a 4ª conta gotas adicionou-se 5 gotas a cada um dos tubos (3e 4) a solução de NaOH num copo de precipitação e registou-se amudança de cor.5. A um dos tubos do passo 1(tubo 1), adicionou-se a solução de NaOHuma quantidade de 10 gotas e registou-se a eventual mudança de cor(de alaranjada para amarelada).6. A um dos tubos do passo 3(tubo 3), adicionou-se 10 gotas da soluçãode HCl e registou-se a eventual mudança de cor (de amarelada paraalaranjada).Parte II7. Transferiu-se 10 gotas de solução K2CrO4 para um tubo de ensaio(tubo 5). Adicionou-se 02 gotas de solução de NaOH (nota: isto reduziua quantidade de iões hidrogénio). Adicionou-se, com a 5ª conta gota,gota a gota a solução de Ba(NO3)2, até que se observou uma mudança(a turvação da solução e deposição de sólido no fundo do tubo deensaio).INSTITUTO SUPERIOR POLITÉCNICO DE TECNOLOGIAS E CIÊNCIASAV. Luanda Sul, Rua Lateral Via S10, Talatona – Município do Belas – Luanda/AngolaTelefones: +244226430334/44226430330 – Email: [email protected]

8. Transferiu-se 10 gotas de solução de K2Cr2O7 para um tubo de ensaio(tubo 6). Adicionou-se 02 gotas de solução de HCl (nota: isto aumentoua quantidade de iões hidrogénio). Adicionou-se 10 gotas da solução deBa(NO3)2, e registou-se uma eventual mudança que se observou nasolução.9. Ao tubo de ensaio do passo 7 adicionou-se gota a gota a soluçãode HCl até que se observou uma mudança no aspecto físico dasolução (deverá ocorrer a dissolução do sólido, e o surgimento do tomalaranjado).10. Ao tubo de ensaio do passo 8 adicionou-se gota a gota a solução1,0 mol/l em NaOH até que se observou uma mudança no aspectofísico da solução (deverá ocorrer formação de um sólido, e osurgimento do tom amarelado).11. Transferiu-se 10 gotas de solução 0,1 mol/l em K2CrO4 para umtubo de ensaio, e a mesma quantidade de solução 0,1 mol/l emK2Cr2O7 noutro tubo de ensaio. Adicionou-se 05 gotas da solução 0,1mol/l em Ba(NO3)2 a cada tubo de ensaio. Anotou-se as observações,e comparou-se estas com as que foram feitas anteriormente aquandoda adição da solução aquosas de HCl ou de NaOH antes da adiçãoda solução de iões Ba(𝑎𝑎𝑎𝑎)2+.INSTITUTO SUPERIOR POLITÉCNICO DE TECNOLOGIAS E CIÊNCIASAV. Luanda Sul, Rua Lateral Via S10, Talatona – Município do Belas – Luanda/AngolaTelefones: +244226430334/44226430330 – Email: [email protected]

IV. RESULTADOS E DISCUSSÕESIV.1. PRINCÍPIO DE LE CHATELIER: EQUILÍBRIOCROMATO-DICROMATOPasso Alteração introduzida Evolução da posição do equilíbrio2- 2-2CrO4+2H+Cr2O7 +H2O(l)(aq)(aq)(aq)1 Ácido clorídrico2 Hidróxido de sódioa) Adição de HClAo adicionar HCl observou-se uma alteração da cor inicial amarela2- 2-(CrO4) para o laranja (Cr2O7).Sabendo que o HCl é fonte direta de iões H+:HCl H+ + Cl-2- A adição de iões H+ à solução de CrO4em equilíbrio fez com que oequilíbrio se deslocasse para o sentido de formação dos produtos, o que2- aumenta a concentração de Cr2O7e H2O e há maior consumo dosreagentes.b) Adição de NaOHNaOH Na+ + OH-A adição de iões OH- faz com que haja neutralização que induziu aformação de H2O (produto), o que promoveu a reação de sentidoinverso onde há consumo dos produtos.E o que se observou foi que a solução permaneceu amarela devido aquantidade de iões cromatos presente.INSTITUTO SUPERIOR POLITÉCNICO DE TECNOLOGIAS E CIÊNCIASAV. Luanda Sul, Rua Lateral Via S10, Talatona – Município do Belas – Luanda/AngolaTelefones: +244226430334/44226430330 – Email: [email protected]

AlteraçãoEvolução da posição do equilíbriointroduzida2- 2-Cr2O7+H2O(l)2CrO4 +2H+(aq)(aq)(aq)1 Ácido clorídrico2 Hidróxido de sódioa) Adição de HClAo adicionar HCl não houver alteração visível da cor inicial laranja.2- A adição de iões H+ à solução de Cr2O7fez com que o equilíbrio sedeslocasse para o sentido de formação dos reagentes.b) Adição de NaOHA adição de iões OH- fez com que haja neutralização que induziu aformação de H2O (reagente), o que promoveu a reação de sentidodirecto onde há produção de cromato. Fazendo com que a soluçãomude de laranja para o amareloParte II2-Ba2+(aq) + CrO4(aq) BaCrO4 (s)2-Ao adicionar Ba(NO3)2 na solução de iões cromatos (CrO4) a soluçãoadquiriu cor amarela esbranquiçada e densa com a formação deprecipitado no fundo do tubo, este era o cromato de bário (BaCrO4).Depois desse passo, ao adicionar HCl ao cromato de bário oprecipitado diluiu e surgiu um tom alaranjado.Isso porque ao adicionar iões H+ o equilíbrio é deslocado no sentido deproduzir dicromato.INSTITUTO SUPERIOR POLITÉCNICO DE TECNOLOGIAS E CIÊNCIASAV. Luanda Sul, Rua Lateral Via S10, Talatona – Município do Belas – Luanda/AngolaTelefones: +244226430334/44226430330 – Email: [email protected]

2-Ba2+O7 BaCr2O7(aq)(aq) + Cr(aq)2Ao adicionar iões Ba2+ no dicromato não houve formação de sólido istoporque o composto formado, dicromato de bário (BaCr2O7), é solúvel, enão houve alteração além de um laranja denso. Ao adicionar a estamesma solução NaOH surge um sólido amarelado.INSTITUTO SUPERIOR POLITÉCNICO DE TECNOLOGIAS E CIÊNCIASAV. Luanda Sul, Rua Lateral Via S10, Talatona – Município do Belas – Luanda/AngolaTelefones: +244226430334/44226430330 – Email: [email protected]

V. CONCLUSÃODe acordo com os procedimentos experimentais foi possível observar umdos diversos fatores que alteram o equilíbrio químico que é aconcentração, bem como o mecanismo da reação química de voltarao equilíbrio após a ocorrência de uma perturbação. Vimos que aexperiência pode ser explicada pelo princípio de Le Chatelier,comprovado na prática onde a mudança do fator concentraçãoprovocou um deslocamento do equilíbrio; quando um regente éadicionado a uma reação em equilíbrio haverá tendência a formarprodutos e vice-versa.INSTITUTO SUPERIOR POLITÉCNICO DE TECNOLOGIAS E CIÊNCIASAV. Luanda Sul, Rua Lateral Via S10, Talatona – Município do Belas – Luanda/AngolaTelefones: +244226430334/44226430330 – Email: [email protected]

VI. BIBLIOGRAFIASantana, D., & Gabriel, K. Princípios de Le Chatelier: Equilíbrio cromato-dicrotamo, Preparaçãode soluções.Práticas de Química Experimental.geral.quimica.blumenau.ufsc.br/files/2014/05/Experiência-9.pdf,acesso em: 6/06/2019BROWN; LeMay. 2005. Química, a ciência central. São Paulo. PearsonPrentice Hall.Atkins, P., & Jones, L. Pricípios de Química. [s.l]. 2006. BookmanINSTITUTO SUPERIOR POLITÉCNICO DE TECNOLOGIAS E CIÊNCIASAV. Luanda Sul, Rua Lateral Via S10, Talatona – Município do Belas – Luanda/AngolaTelefones: +244226430334/44226430330 – Email: [email protected]