Experimentos conduzidos em laboratório: Síntese de Óxido de Ferro e Baquelite

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Experimentos conduzidos em laboratório: Síntese de Óxido de Ferro e Baquelite

 

Bruce Thalys Rodrigues Nascimento

Gabriel Gomes Fernandes

Lucas Nascimento de Araújo

Marlucy Barbosa Costa

Valéria Thayla Nunes Ferreira

Vyctor Bruno Barbosa da Costa Lima

UFRN, Natal, RN

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Resumo

Este artigo tem por finalidade apresentar conceitos e características da síntese dos polímeros, os quais são usados cotidianamente, podendo ser naturais ou sintéticos, tais como a baquelite e o Óxido de Zinco (ZnO). Será abordada a composição dos respectivos polímeros e suas empregabilidades no dia a dia, como exemplo, a baquelite, a qual é uma resina forte e serve como isolador elétrico podendo ser termoplástica ou termorrígida. O óxido de Zinco, em sua forma mais pura, é um pó de coloração branca e possui a característica de ser pouco solúvel em água, é usado em produtos como borrachas, plásticos, vidros, pinturas, adesivos, pigmentos, pilhas e até mesmo alimentos. No experimento conduzido foi realizada a polimerização por condensação, que consiste em expor os monômeros a um catalisador para que reajam, formando um polímero e liberando um subproduto de baixa massa molar (como água ou amônia, por exemplo). Além disso, é abordado a metodologia empregada, mostrando os matérias e os equipamentos utilizados durante o processo da obtenção dos polímeros. No artigo é apresentado, também, a conclusão da síntese dos polímeros por meio de imagens e gráficos, facilitando o entendimento e a análise dos resultados, a qual obteve-se a informação de que o baquelite é um termorrígido, semicristalino, com picos de elevação irregulares e o Óxido de Zinco os nanocristais presentes, apresentaram uma estrutura hexagonal e pura, com pontos de difração bem definido, característico da sua estrutura.

 

Palavras-Chave:  baquelite, Óxido de Zinco, polímeros, síntese de combustão.

1. Introdução

Neste capítulo serão apresentados os conceitos e as principais características, propriedades e metodologias da síntese do polímero (baquelite), como também da síntese por combustão do Óxido de Zinco (ZnO).

1.1. Síntese de Polímeros

        Diversos materiais que são usados cotidianamente são polímeros e eles podem ser naturais (encontrados prontos na natureza) ou sintéticos (produzidos através de processos químicos). No experimento conduzido foi realizada a polimerização por condensação, que consiste em expor os monômeros a um catalisador para que reajam, formando um polímero e liberando um subproduto de baixa massa molar (como água ou amônia, por exemplo). No caso, a produção da resina fenol-formol, a baquelite, foi realizada com o uso de ácido clorídrico como catalisador.

1.1.1. Baquelite

 

A resina fenol-formol foi produzida pela primeira vez em 1907 pelo cientista Leo Hendrik Baekeland e foi um significativo passo para a indústria da época por ser o primeiro polímero produzido a partir de moléculas simples e não-naturais.

É uma resina forte, serve como isolador elétrico e pode ser termoplástica ou termorrígida, dependendo das condições em que é polimerizada (como, à exemplo, se o meio de produção era ácido ou básico). No entanto, o tipo de resina mais amplamente produzido é a baquelite termorrígida, devido à sua capacidade de isolação térmica, muito útil para a produção de materiais de cozinha, carapaças de eletrodomésticos, peças de automóveis, entre outros usos.

1.2. Síntese de Combustão

A síntese por reação de combustão é amplamente utilizada para a obtenção de diversos tipos de produtos. Isso se deve à uma ampla gama de vantagens que derivam de seu uso, sendo elas seu baixo custo em comparação a outros tipos de sínteses, sua elevada velocidade de execução e sua capacidade de produzir partículas nanométricas, de elevada área superficial, alta homogeneidade química e elevada pureza.

Seu funcionamento se baseia no princípio de que, uma vez iniciada por uma força externa, uma reação exotérmica ocorre, em seguida ela teria a capacidade de auto-sustentar-se, dessa forma entregando o produto final de forma rápida. No experimento em questão foi utilizado, numa reação de oxirredução, um nitrato contendo o íon metálico de interesse (nitrato de zinco contendo zinco) como reagente oxidante e uréia como combustível e agente redutor para produzir óxido de zinco.

1.2.1. Óxido de Zinco

Para a síntese do óxido de zinco foram utilizados nitrato de zinco e uréia. Durante o processo, a redução do nitrato e a oxidação da uréia deram origem ao composto final. O óxido de zinco, em sua forma mais pura, é um pó de coloração branca e possui a característica de ser pouco solúvel em água e muito solúvel em ácidos. Além disso, é usado amplamente como aditivo em muitos materiais e produtos tais como borrachas, plásticos, vidros, pinturas, adesivos, pigmentos, pilhas e até mesmo alimentos. Na indústria médica, é usado em pomadas anti sépticas e em próteses dentárias.

 

2. Metodologia                

Neste capítulo serão apresentadas as metodologias utilizadas para síntese e caracterização do óxido de zinco e a metodologia empregada para a síntese do baquelite.

2.1. Materiais e equipamentos utilizados

Experimento I - Síntese cerâmica por reação de combustão do óxido de zinco (ZnO), utilizamos os seguintes materiais e equipamentos:

·         4,01g de ureia

·         11,09g de nitrato de zinco

·         Balança

·         Vidro de relógio

·         Cadinho metálico

·         Capela fechada