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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS Departamento de Engenharia de Produção/1º período Ana Júlia Oliveira Silva Edilson Miolli Gabriela Purcino Meline Melisse EXPERIMENTO Nº8: Reatividade Química dos Metais Poços de Caldas/Maio/2019 4 Sumário 1. INTRODUÇÃO 2 1.2 Objetivo 2 2. MATERIAIS E MÉTODOS 3 2.1 Materiais 3 2.2 Procedimentos 4 3 RESULTADO E ANÁLISE 6 4 CONCLUSÃO 9 BIBLIOGRAFIA APÊNDICE 1. INTRODUÇÃO A reatividade química dos metais varia com a eletropositividade, logo quanto mais eletropositivo for o elemento, mais reativo será o metal. Os metais mais reativos são aqueles que e possuem grande tendência de perder elétrons, logo, formam íons positivos com mais facilidade. Por exemplo: colocando-se uma lâmina de ferro em uma solução de sulfato de cobre (II) (coloração azul), verifica-se que a lâmina de ferro fica recoberta por uma camada de metal vermelho (o cobre). Por outro lado, a solução fica amarela [ solução de sulfato de ferro(II)]. Ocorre, pois, uma reação química que pode ser representada pela seguinte equação: Fe(s) + CuSO4(aq) → FeSO4(aq) + Cu(s) Conclui-se que o ferro é mais reativo do que o cobre, pois o desloca de seu composto. Por meio de reações deste tipo, colocam-se os metais em ordem crescente de reatividade química. Maior reatividade da direita para a esquerda na fila eletroquímica. 1.2 Objetivo Comprovar experimentalmente a ocorrência de reações de deslocamento entre metais através da fila de reatividade química. 2. MATERIAIS E MÉTODOS 2.1 Materiais A seguir serão apresentados os materiais e os métodos usados neste experimento: Tubos de ensaio; Estante para tubo de ensaio; Pipetas e pipetador; Ácido clorídrico 10% (HCl); Solução de sulfato de cobre 10%(cuso4.5h20); Solução de sulfato de zinco 5% (znso4); Solução de cloreto de sódio 5%(NaCl); Solução de nitrato de prata 2% (Ag no3); Solução de hidróxido de sódio 0,1 m (NaOH) Alumínio metálico em aparas (Al) Zinco metálico em aparas (Zn) Ferro metálico em fragmentos ou pregos (Fe) Cobre metálico em fragmentos (Cu) 2.2 Procedimentos Reações dos metais com ácido: . a). Adicionou-se 5mL de HCl 10% EM CINCO TUBOS DE ENSAIO b). Adicionou-se a cada tubo de ensaio aparas de metais · Magnésio · Alumínio · Zinco · Ferro · Cobre c). 3 minutos foram esperados para cada análise definitiva de cada reação Comparou-se com a série de reatividades dos metais encontrada na LITERATURA Reação entre Metais 1-Adicionou-se em um tubo de ensaio 5ml de sulfato de cobre, logo após colocou-se pedaços de zinco. 2- Adicionou-se em um tubo de ensaio 5ml de sulfato de zinco, logo após colocou-se pedaços de cobre. 3- Em dois tubos de ensaios colocou-se 5 ml de cloreto de sódio. Em cada um dos três recipientes foram colocados os seguintes pedaços de metais: · Cobre · Ferro 4- Em um tubo colocou-se 5ml de nitrato de prata, logo após adicionou-se pedaços de zincos. Em cada método, esperou-se 2 minutos aproximadamente, fez-se a observação e as anotações. Reação de metais com bases 1- Em três tubos de ensaio colocou-se aproximadamente 5ml de NaOH 2-Adicionou-se um pequeno pedaço de alumínio ao primeiro 3-Adicionou-se um pequeno pedaço de cobre ao segundo 4-Adicionou-se um pequeno pedaço de ferro ao terceiro Realiza-se observações e anotações. 3 RESULTADO E ANÁLISE Reação de Metais com Ácidos O alumínio, ao ser colocado em contato com o ácido deveria se dissolver de modo moderado, com liberação de gás (H2). Contudo, não foi observado nenhuma mudança na reação experimental. O zinco, ao ser colocado em contato com ácido se dissolveu e não foi observado uma mudança na coloração. Houve formação de Cloreto de Zinco e a reação foi endotérmica, pois não houve liberação de calor. Mas observou-se, no experimento, concentração média bolhas formando-se ao redor do metal. O cobre, ao ser colocado em contato com o ácido, não se dissolveu completamente, mas teoricamente deveria ocorrer uma liberação de gás de modo lento, perdendo um pouco da sua coloração, surgindo uma cor amarelada, devido a formação do íon complexo CuCl42- resultante da reação. Todavia, não foi observado nenhuma dessas mudanças experimentalmente. O magnésio, assim como o esperado teórico, ao ser colocado em contato com ácido, se dissolveu de modo instantâneo com liberação de gás (H2) de coloração amarelada, formando o aparecimento da solução de cloreto de magnésio. Não houve acumulo de sólido no fundo do tubo de ensaio, pois o metal foi consumido completamente na reação. A reação é exotérmica, pois houve liberação de calor. O ferro em contato com o ácido se dissolveu de modo moderado, com liberação de gás (H2), como previsto a teoria. Reação entre Metais 1- É possível perceber uma determinada crosta marrom sobre as asparas de zinco, devido provavelmente ao fato de o zinco deslocar os átomos de cobre da solução. Ou seja, o metal com menor potencial de redução, mais à esquerda da fila eletroquímica, encontra-se no começo da reação. 2- A partir das observações foi possível perceber que não ocorreu nenhuma formação de precipitado, pois o zinco tem menor potencial, porém, ele se encontra como reagente. 3- Cloreto de sódio e cobre Como o sódio tem maior reatividade que o cobre, não deveria formar precipitado, contudo formou-se precipitado em laboratório. 3- Ferro e cloreto de sódio A partir das observações foi possível perceber que não ocorreu nenhuma formação de precipitado, pois o ferro tem menor potencial, porém, ele se encontra como reagente. 4- O metal zinco foi introduzido como reagente na solução, uma vez que sua reatividade é maior que a prata, o zinco deveria se precipitar no fundo da solução, e foi o que aconteceu em laboratório. Reação de metais com Bases Com base nas observações conclui-se que: 2- Reação do alumínio A partir do que foi observado concluiu-se a formação de bolhas, pois o alumínio tem o maior potencial e está no começo da reação. 3- Cobre Pode-se notar que não houve a liberação de gás desta reação. 4- Ferro Também não houve reação. 4 CONCLUSÃO Através dessa aula prática, pode se observar quais dos metais (Al, Cu, Fe, Mg e Zn) têm facilidade de reagir ou não com determinado reagente, seja de modo rápido e lento, também foi observado que depende d a substância e da quantidade utilizada em cada experiência, e os fatos que levaram a ocorrer mudanças de coloração de algumas reações. Assim como saber se uma reação será endotérmica ou exotérmica (liberação ou absorção de calor). Mas o principal fator foi observar o quanto a posição dos metais, produto ou reagente, influencia na reação dos experimentos devido a sua maior ou menor reatividade com o composto iônico misturado. 2 BIBLIOGRAFIA Reatividade química dos metais. Disponível em: <https://www.infoescola.com/quimica/reatividade-quimica-de-metais-e-nao-metais/>. Acesso em 20 maio 2019. Tabela de Potenciais. Disponível em: <https://www.colegioweb.com.br/eletroquimica-i-pilhas/tabela-de-potenciais-padrao-de-reducao.html>. Acesso em: 12 maio 2019. APÊNDICE A tabela abaixo mostra como deveria ser o comportamento de cada reação de acordo com cada metal e o composto iônico com que foram misturados, e o que foi observado na prática em laboratório. Reação Teoria Experimento 1 – Reação com Ácidos Mg+ 2H+Mg Bolhas + gás amarelado Bolhas + cor amarelada Zn + 2H+Zn2++H2 Bolhas Bolhas Al+ 2H+Al2++H2 Bolhas + gás escuro Sem reação Cu+ 2H+Cu2++H2 Bolhas + cor amarelada Sem reação Fe+ 2H+Fe2++H2 Bolhas Bolhas 2 – Reação com Íons Metálicos Cu2++ZnCu + Zn2+ Precipitado de zinco Precipitado de zinco Zn2+ + Cu Sem reação Sem reação Na2++Cu Sem reação Precipitou cobre Na2++Fe Sem reação Sem reação Pb2+ + ZnZn2++ Pb Precipitado de zinco Precipitado de zinco 3 – Reação com Hidróxidos Al+2NaOHNa2AlO2+H2 Bolhas Bolhas Cu+ NaOH Sem reação Semreação Fe+NaOH Sem reação Sem reação