Sintese Alumen de Potassio

Introdução:

  A presença de alumínio perdendo para o aço. é perceptível e recorrente, a participação do deste dobrou nos últimos dez anos, tornando-se o segundo material mais usado nos setores, principalmente automobilístico, porém sua utilidade se faz presente nos diversos setores da indústria e em nosso cotidiano, demostrando o quanto influenciam na economia mundial, principalmente na economia norte-americana, japonesa e europeia, apresentando destaque especial também na economia brasileira.  

  O alumínio não é encontrado em sua forma elementar na natureza, devido a sua grande afinidade com oxigênio. É encontrado como íon Al3+, na forma combinada, em rochas e minerais. Embora constitua apenas cerca de 1% da massa da Terra, é o primeiro metal e o terceiro elemento) mais abundante da crosta.

  O composto mais antigo usado elo homem é o Alúmen de Potássio, KAl(SO4)2·12H2 O, cuja produção de forma industrial vem diminuindo. O Sulfato duplo de potássio pode ser encontrado tanto disponível na natureza onde na forma de mineral é denominado Calinita, forma de cristais, isso ocorre quando é misturado duas soluções aquosas, quentes, de sulfato de alumínio e de sulfato de potássio e resfria-se a solução resultante, como proveniente do hidróxido de alumínio através do Processo Bayer.

  O alúmen de potássio apresenta diversas utilidades, tanto na indústria do couro, como um mordente, na indústria farmacêutica e de cosméticos, como agente de coagulação do látex, como aditivo na produção de cimento marmoreado e de gesso, como agente floculante no tratamento da água potável e indústria, na industrial têxtil e de papel e na preparação de catalizadores a base de alumina.

  Como citado, fica evidente a grande importância que o alúmen de potássio possui no dia a dia, e em diversos setores da sociedade. Para isso, em aula prática realizada na disciplina de Química Geral Experimental. A seguir, citaremos os procedimentos realizados em laboratório na síntese do alúmen de potássio.

Objetivo:

  A prática realizada teve com objetivo sintetizar o alúmen de potássio KAl(SO4)2·12H2O.

Procedimentos Realizados:

Itens Utilizados:

- 2 béqueres de 250 mL de vidro;

- 1 funil de filtração;

- 2 papéis filtros;

- Espátula;

- 1 vidro relógio;

- Balança de precisão;

- Piceta com água destilada;

- Papel Alumínio (1 g);

- Estufa para secagem;

- Freezer.

Reagentes e soluções:

- 30 mL de ácido sulfúrico (H₂SO₄) solução 9,0 mol/L;

- 1 g de papel alumínio;

- 50 mL de hidróxido de potássio (KOH), solução 4,0 mol/L.

Síntese de Alúmen de Potássio (KAl(SO4)2·12H2O):

 Ao adentrarmos no laboratório, os cabíveis procedimentos de segurança foram tomados, ou seja, o jaleco foi vestido juntamente com a luva e óculos de proteção. Abaixo, relataremos os procedimentos realizados:

 Foi pesado 1,006 g de papel alumínio em uma balança de precisão. Após, o papel alumínio foi levado até o laboratório, onde foi picado em pequenos pedaços e consequentemente os pedaços foram postos em um vidro relógio. Quando foi terminado tal procedimento, os pedaços foram colocados em um béquer de 250 mL.

  No béquer de 250 mL de vidro foi acrescentado 50 mL de solução aquosa de KOH 4,0 mol/L, após ter passado algum tempo, foi observado a formação e liberação de um gás. Quando a liberação de gás acabou, e a solução homogeneizou, a mesma filtrada, com auxilio de um papel filtro e o suporte e coletada em um outro béquer de vidro de 250 mL.

A equação balanceada abaixo demonstra a reação de adição de alumínio metálico em solução KOH (aq), sob aquecimento e posterior filtração:

2Al(s) + 2KOH(aq) + 6H₂O(l) → 2Kˉ(aq) + 2[Al(OH)₄]ˉ(aq) + 3H₂(g)

  Na solução filtrada, foi adicionado 30 mL de solução aquosa de H₂SO₄ 9,0 mol/L. Logo que foi colocado, percebeu-se a formação de cristais na solução. Essa amostra, solução com cristais. foi levada até o freezer por 20 minutos.

A equação balanceada abaixo demonstra a reação adição de H₂SO₄ (aq) ao filtrado:

[Al(OH)₄]ˉ(aq)  + Hˉ(aq) → [Al(OH) ](s) + H₂O(l)

Posteriormente a equação do resfriamento da solução, formação de alúmen de potássio (KAL (SO4)212H2 O):

Kˉ(aq) + Al³ˉ(aq) + 2(SO₄)²ˉ(aq) + 12 H₂O(l) ↔ KAl(SO₄)₂]12H₂O(s)

  Ao retirar a solução do freezer, foi constatada uma maior formação de precipitado, a partir disso, a solução foi novamente filtrada em outro papel filtro, o que restou no papel foram cristais e o que filtrou (coletado em um béquer de 250 mL) foi descartado em um recipiente apropriado. Os cristais no papel filtro foram colocados em um vidro relógio e levados até a estufa em aproximadamente 70ºC por um tempo estimado de 30 minutos.

  Logo após o tempo, os cristais foram pesados e os valores devidamente foram anotados, os cálculos serão apresentados a seguir.

Obs: No peso, para saber a massa de cristais, serão retirados o valor do papel filtro (devidamente pesado antes) e do vidro relógio.

Resultados e Discussão:

  Ao ser pesado, a balança contabilizou 49,077 g, porém necessita-se descontar os valores do filtro e do vidro relógio.

- Filtro: 1,449g.

- Vidro Relógio: 28,687g.

- Valor dos cristais: 18,941 (Peso na balança - filtro – vidro relógio)