Identificação de metais

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Identificação de metais

                                                

Alunas: Ana Claudia F. Guska

Larissa Strongren

Mayumi Hirakawa

1 INTRODUÇÃO

Muitos metais podem substituir diretamente o hidrogênio dos ácidos. A maioria das reações químicas entre um ácido e um metal libera gás hidrogênio () formando um sal correspondente, podendo liberar substâncias, em sua maioria tóxicas. A velocidade de reação varia de acordo com os metais que reagem com ácido. A partir da equação dos gases ideias pode ser determinado o número de mols de . Sendo a quantidade de  liberado dependente da quantidade de metal consumido. [pic 2][pic 3][pic 4]

Com o experimento apresentado é possível identificar o metal utilizado comparando o valor da massa molar calculado com o valor na tabela periódica. Esse valor é calculado levando em consideração a quantidade de mols e atribuindo aos diferentes valores de nox (número inteiro e representa o estado de oxidação do cátion metálico). Através de muitas experiências, os químicos puderam construir uma fila de reatividade (Tabela 1) envolvendo os metais e o hidrogênio. Os metais a esquerda do hidrogênio, isto é, não nobres, reagem com substâncias de caráter ácido. Isso ocorre porque são mais reativos que o hidrogênio e, assim, o mesmo é deslocado formando o cátion + ou +. Quanto mais nobre o elemento é, menor será a reatividade dele.[pic 5][pic 6][pic 7]

Imagem 1 - Fila de reatividade dos metais

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Fonte: Clube Ciência (2011)

2 OBJETIVO

Encontrar a massa molar média para cada nox (1, 2 e 3) compará-los com os dados de uma tabela periódica visando identificar o metal. Verificar a ocorrência ou não da liberação de bolhas de hidrogênio e a velocidade com que essas bolhas se formam, relacionando com a reatividade do metal.

3 MATERIAL

Foi utilizado uma amostra de metal pequena e fina colocada num vido de relógio e pesada em uma balança analítica. O metal foi enrolado na ponta de um fio de cobre onde logo acima se encontrava uma  rolha de borracha. Para que o metal não se soltasse logo no início do experimento da determinação de metais, foi medido com uma régua 4cm de distância da rolha. Durante o experimento, a solução de HCl foi adicionada com uma bureta e as gotas que saíram, devido ao gás, foram para um béquer.

4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Foi pesada uma amostra de metal em um vidro de relógio de massa  15,25g junto a um metal de massa 0,05g. Feito esse procedimento, a amostra de metal foi enrolada em um fio de cobre preso à uma rolha, em que a distância entre a amostra e a rolha era de aproximadamente 4cm (essencial que fique entre 3cm e 5cm para que a solução de HCl não entre em contato com o metal antes de inverter a bureta, como descrito a seguir). Em seguida, foi preenchida uma bureta de 100 ml com uma solução de ácido clorídrico (HCl) até atingir a marca de 33 ml e tampado com a rolha inicialmente montada com a amostra de metal.

O orifício da rolha foi tampado com o dedo para que a bureta fosse invertida e presa a um suporte universal. Na base do suporte foi colocado um béquer de 500ml de modo que, quando a bureta estivesse invertida, seu topo (onde se localizava a rolha) estivesse dentro deste. Após alguns minutos, a amostra de metal foi completamente consumida e bolhas de gás restantes nas paredes da bureta e fio de cobre foram removidas com leves batidas utilizando a mangueira de silicone. Logo, foi medido a altura da coluna da solução na bureta com a bureta invertida sendo subtraído o valor final 80 ml menos o inicial de 33 ml, obtendo um volume e uma altura com 47 ml.

O experimento foi feito em duplicidade; no segundo obteve-se a altura e volume de 46 ml, sendo 80 ml final menos o inicial de 34 ml, e as massas dos metais aproximadamente 0,05g.

5 CÁLCULOS

Reação: M(s) + zH+ (aq)+ → Mz+  + z/2 H2(g)

Pt = Ph2 + Ph2o

Ph2 = 1 - 0.026

Ph2 = 0.98atm

PV = nRT

0,98 x 0.047 = n x 0,082 x (22 + 273)

n= 0,002 mol

Se x = 1

proporção

1n metal = ½ n de h2

MM = m/n

MM = 0,05/0,001 = 50g/mol

Se x = 2

proporção

2n de metal = 1 n de h2

MM = m/n

MM = 0,05/0,002 = 25g/mol

Se x = 3

proporção

3n de metal = 3/2 n de h2