ESTUDO DE ALGUMAS PROPRIEDADES DO CARBONO E SEUS COMPOSTOS

ESTUDO DE ALGUMAS PROPRIEDADES DO CARBONO E SEUS COMPOSTOS

OBJETIVOS

1. Verificar algumas propriedades químicas e físicas do carbono e de alguns de seus compostos.

INTRODUÇÃO

1. Carbono

No grupo IVA da tabela periódica há somente um elemento que pode ser classificado como um típico não-metal: o carbono. (O nome provém do latim e significa "carvão".) O silício, logo abaixo do carbono no grupo, é melhor classificado como metalóide, porque apresenta um caráter considerável de semimetal. À medida que percorremos a tabela periódica da direita para a esquerda, os grupos vão aumentando o caráter metálico, com os elementos não-metálicos limitados ao topo do grupo. O carbono, o menos metálico do grupo, apresenta uma variedade alotrópica que é condutora de eletricidade; assim, vemos traços de caráter metálico também neste elemento. Os hidroxicompostos do carbono são, no entanto, claramente ácidos, o que é uma evidência do seu predominante comportamento não-metálico (RUSSEL, 1994).

1. Ocorrência

O carbono é o 17° elemento mais pesado encontrado na crosta terrestre e é onipresente na natureza, também é constituinte essencial a toda matéria viva, como proteínas, carboidratos e gorduras. O dióxido de carbono é fundamental a fotossíntese e é liberado na respiração. Ele ocorre em grandes quantidades, combinado com outros elementos e compostos, principalmente na forma de carvão, petróleo e rochas, tais como a calcita, CaCO3, magnesita MgCO3 e dolomita MgCO3. CaCO3.Este elemento, também, pode ser encontrado na forma nativa em grandes quantidades como em grafita e em quantidades extremamente pequenas de diamantes (LEE, 1996).

1. Obtenção e utilização

Compostos inorgânicos de carbono são produzidos em larga escala são o negro de fumo, coque, grafita, carbonatos, dióxido de carbono, monóxido de carbono (gás combustível), uréia e outros (LEE, 1996).

O negro de fumo (fuligem) é produzido em grandes quantidades pela combustão incompleta de hidrocarbonetos provenientes do gás natural ou petróleo. É empregado na indústria de borracha e em tintas de impressão. Já o coque é produzido em enormes quantidades pela carbonização de carvão a altas temperaturas. É utilizado na metalurgia de ferro e outros metais (LEE, 1996).

O diamante é a substância natural mais dura que pode ser obtido por mineração; é usado na trituração, desbaste e gravação em metais duros e outras substâncias. A dureza do diamante provém de sua estrutura compacta e tridimensional (LEE, 1996; RUSSEL, 1994).

A grafita é um sólido hexagonal, preto, mole, com um brilho semimetálico que tem uma estrutura em camadas na qual cada camada apresenta uma rede de átomos de carbono. É obtida por mineração e geralmente é encontrada com outros compostos que são separados por flotação. A grafita é utilizada par fabricação de eletrodos, lápis, lonas de freio e escovas para motores elétricos (LEE, 1996; RUSSEL, 1994).

O carvão ativado tem a capacidade de coletar seletivamente gases, líquidos ou impurezas no interior dos seus poros, apresentando um excelente poder de clarificação, desodorização e purificação. No tratamento de águas o carvão se destaca por reter impurezas e elementos poluentes. É utilizado em diversos ramos das indústrias química, alimentícia e farmacêutica, da medicina e em sistemas de filtragem, bem como no tratamento de efluentes e gases tóxicos. Este tipo de carvão é obtido a partir da queima de serragem ou turfa (LEE, 1996; RUSSEL, 1994).

O monóxido de carbono, CO, é um gás incolor e inodoro. É produzido quando as substâncias contendo carbono, como madeira, carvão, gasolina e tabaco, são queimadas, especialmente quando em atmosfera pobre de ar (RUSSEL, 1994).

A combustão do carbono ou de compostos contendo carbono em um excesso de oxigênio conduz ao dióxido de carbono, CO2. Ele é produzido em grandes quantidades em processos de fermentação e também na produção de cal virgem, a partir do calcário, pela decomposição térmica. O dióxido de carbono é o anidrido do ácido carbônico, H2CO3(RUSSEL, 1994).

MATERIAIS E MÉTODOS

Materiais

- Bastões de vidro;

- Vidros de relógio;

- Béqueres de 50, 100 e 250 mL;

- Fósforos;

- Frasco lavador;

- Papel toalha;

- Lixa;

- Provetas;

- Espátulas;

- Funis;

- Suporte para funil;

- Balança semi-analítica;

- Papel filtro;

- Kitassatos de 250 mL com rolha;

- Pinça;

- Carvão ativado;

- Refrigerante colorido;

- Erlenmeyers de 125 mL com rolha.

Reagentes

- Água destilada;

- Ácido sulfúrico concentrado;

- Açúcar;

- Carbonato de cálcio;

- Azul de bromotimol;

- Solução de acido clorídrico (1:1 v/v);

- Hidróxido de sódio (0,1 mol/L);

- Hidróxido de cálcio;

- Fita de magnésio;

PROCEDIMENTO

1. Cerca de 5 mL de solução concentrada de H2S04 foram medidos utilizando uma proveta.

2. Cerca 1 g de C12H22O11 foi adicionado em um béquer e em seguida, cuidadosamente, a solução de H2S04 , observou-se durante alguns minutos.

3. Foram adicionados 0,5 g de carvão ativado a 10 mL de refrigerante colorido contidos em um béquer. Agitou-se a mistura, filtrou e observou-se o fenômeno.

4. Um gerador de CO2 (Figura 1) foi produzido, adicionando 10 g de CaCO3 ou ao kitasato.

5. Em um béquer de 100 mL foram colocados 50 mL de água destilada, algumas gotas de solução de azul de bromotimol e algumas gotas de solução de NaOH (apenas o suficiente para se verificar uma mudança de cor).

6. Foram colocados cerca de 50 mililitros de uma solução de HCI (1: 1) no kitassato e este foi fechado com uma rolha de borracha. Borbulho-se o gás produzido na solução preparada no item 5.

7. Misturou-se cerca de 0,5 g de Ca(OH)2 com 40 mL de água em um béquer de 100 mL e filtrou-se a mistura para outro béquer de 100 mL.