rodrigo

Páginas: 6 (1484 palavras) Publicado: 16 de agosto de 2013
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UFSC – Departamento de Química
Área de Educação Química
QMC 5119 – Introdução ao Laboratório de Química – 2011/1
Prof. Marcos Aires de Brito
Prof. Fábio Peres Gonçalves
Prof. José Carlos Gesser
Experiência 9: síntese do alúmen de alumínio e potássio
Questão de estudo
- Como produzir alúmen de alumínio e potássio utilizando latas comerciais de
alumínio?
1. Introdução: o sulfatoduplo de alumínio e potássio
Alúmens são compostos iônicos que cristalizam a partir de soluções que contém
o ânion sulfato, um cátion trivalente, normalmente Al3+, Cr3+ ou Fe3+ e um cátion
monovalente, geralmente K+, Na+ ou NH4+. O alúmen de alumínio e potássio é
utilizado, por exemplo, como “mordente” em tinturaria, na indústria de beneficiamento
do couro, aglomerante para gesso e cosméticos.Sulfato duplo de alumínio e potássio, KAl(SO4)2.12H2O, na forma do mineral é
denominado Calinita e encontra-se disponível na natureza. O ponto na fórmula química
do composto indica que existem doze moléculas de água ligadas, portanto fazem parte
da massa molar do sulfato duplo de alumínio e potássio. Confira a massa molar como
sendo cerca de 474 g.mol-1. Por outro lado, podemos obter o mesmocomposto na forma
de cristais, que normalmente são octaédricos, quando se misturam duas soluções
aquosas, quentes, de sulfato de alumínio e de sulfato de potássio e resfria-se a solução
resultante.
Nesta experiência de síntese do sulfato duplo de alumínio e potássio, a partir de
reações ácido-base e de uma reação redox, serão utilizadas latas de refrigerantes ou de
cerveja, como fonte doalumínio, o que se constitui em um exemplo da utilização do
alumínio descartado e simultaneamente se evita o acúmulo desse metal no ambiente. O
metal alumínio reage muito pouco com soluções ácidas diluídas, pois a superfície do
metal normalmente fica protegida por uma camada de óxido de alumínio (Al2O3), que é
pouco solúvel em água e assim impede que o ácido entre em contato com o alumíniometálico. Por outro lado, soluções alcalinas dissolvem essa camada de óxido, atacando
em seguida o metal e como produto forma-se o ânion [Al(OH)4]-(aq).
Quando se adiciona ácido sulfúrico à solução, inicialmente uma das hidroxilas
será removida o que resulta em um produto neutro, [Al(OH)3], que precipita em meio
aquoso. Continuando a adição do ácido esse ppt (precipitado ou corpo de fundo) sofredissolução. As seguintes equações representam as reações para a síntese do alúmen de
alumínio e potássio.

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1) Adição de alumínio metálico em solução KOH(aq), sob aquecimento e posterior
filtração.
2Al (s) + 2KOH (aq) + 6H2O (l) → 2K+ (aq) + 2[Al(OH)4]-(aq) + 3H2 (g)
2) Adição de H2SO4 (aq) ao filtrado.
[Al(OH)4]-(aq) + H+ (aq) → [Al(OH)3] (s) + H2O (l )
3) Adição de excesso de H2SO4 (aq),sob agitação.
[Al(OH)3] (s) + 3H+(aq) → Al3+(aq) + 3H2O(l )
4) Resfriamento da solução

K+(aq) + Al3+(aq) + 2(SO4)2-(aq) + 12H2O(l) ⇄ KAl(SO4)2.12H2O(s)

Observe que inserimos uma dupla seta nesta última etapa, indicando que este
composto é solúvel em água, isto é, o sal duplo libera seus íons hidratados em
solução.

2. Pré-laboratório
1) Calcule a massa de KOH necessária para opreparo de 100 mL de solução 1,5 mol L1
.
2) Calcule o volume de H2SO4 (95%; 1,84 g mL-1; 98,0 g mol-1) necessário para o
preparo de 100 mL de solução 9 mol L-1.
3) Identifique a reação redox em alguma das etapas da síntese do alúmen de alumínio e
potássio.
4) Utilizando uma lata de alumínio, de refrigerante ou de cerveja, corte-a de modo a
obter um retângulo com aproximadamente 6 x 7 cm. Remova,com palha de aço, a tinta
da parte externa da lata e o verniz interno. Leve essa lâmina de alumínio para o
laboratório, para ser utilizada em seu experimento.
5) Como este experimento se trata de uma síntese que envolve várias etapas, para você
ter uma visão geral do processo, seria conveniente preparar um esquema geral de todos
os passos envolvidos. Faça isso e entregue ao monitor para...
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