Estudos de Algumas Propriedades do Alumínio e a Obtenção do Sulfato de Alumínio Dodecaidratado

Resumo

Neste experimento será estudado algumas propriedades do alumínio, elemento que pertence ao grupo 13. Essa família é composta pelos seguintes elementos: boro, alumínio, gálio, índio e tálio. Os elementos Al, Ga, In e Tl formam compostos trivalentes, são mais metálicos e iônicos do que o boro e ainda são moderadamente reativos. Apresentam três elétrons no nível mais externo com exceção do Tálio, e com esses três elétrons formam-se três ligações, levando ao estado de oxidação + 3. No grupo destes elementos, o caráter eletropositivo cresce do B para o alumínio, ou seja, de cima para baixo e decresce do Al para o Tl. O alumínio é o metal mais abundante e o terceiro mais abundante em peso da crosta terrestre. Este metal é produzido em grande escala e tem uma grande importância econômica, além de ser obtido a partir da bauxita.

Introdução

Os metais do grupo 13 como o alumínio, tálio, índio e gálio apresentam uma coloração prateada, em uma lata de refrigerante, por exemplo, no interior dela onde não tem a tintura, observamos a coloração prateada e em muitos outros utensílios no cotidiano, como em panelas, talheres, entre outros.

Ao pensar em como esses metais reagem com o ar, poderíamos imaginar que estes iriam reagir com o gás carbônico e com outros que estão presentes na atmosfera, mas o que justifica o fato de ele não reagir é por ele ser muito estável. Isso se explica pela finíssima película de óxido que o alumínio tem na sua superfície, que impede o processo de oxidação, ou seja, protege o metal. No caso da reação do metal com a água, uma vez que a camada protetora de óxido tenha sido destituída, ele irá reagir com a água, tendo como produto o Al2O3 e liberando gás hidrogênio.

O alumínio, dependendo do meio ao qual ele está submetido, pode reagir tanto com ácido quanto com base, confirmando então sua característica anfótera. Quando em meio ácido, forma-se cloreto de alumínio (AlCl3) e libera gás hidrogênio (H2), e em meio básico, forma-se aluminato de sódio (NaAlO2) e também, gás hidrogênio

O alumínio reage facilmente com os halogênios, que são os elementos do grupo 17, flúor, cloro, bromo, iodo e astatínio, quando reagidos com o metal, formam-se sais.

O sulfato de alumínio é obtido por meio do tratamento da bauxita, que é uma mistura natural de óxidos de alumínio com H2SO4.

O alumínio é um elemento com um alto potencial oxidante, apresenta três elétrons no nível mais externo, estes são usados para formar três ligações iônicas, levando ao estado de oxidação +3.

Objetivos

- Verificar e comparar algumas propriedades físicas e químicas do alumínio;

- Observar o caráter anfótero do alumínio e seus compostos;

- Produzir sulfato de alumínio e potássio dodecaidratado a partir do alumínio de uma lata de refrigerante;

- Analisar a viabilidade de reciclagem de alumínio a partir desse processo;

Procedimento

(Parte 1)

Primeiramente cortou-se um pedaço de fita de alumínio (1 x 1 cm) e observou-se seu aspecto. Este ficou exposto ao ar por alguns minutos e depois foi observado novamente. Em seguida, colocado em béquer de 100mL contendo 50mL de água destilada e algumas gotas de solução etanólica de fenolftaleína. Analisou-se e, em outro tubo de ensaio, colocou-se outro pedaço de Al (0,5 x 0,5 cm). Posteriormente, adicionou-se cerca de 5mL de solução de hidróxido de sódio e por fim, observou-se.

(Parte 2)

Primeiramente preparou-se uma solução de KOH a 1,4 mol/L em um béquer de 50 mL. Depois, em um béquer de 25 mL, foi preparada uma solução de ácido sulfúrico a 9 mol/L. Em seguida, pegou-se uma lata de refrigerante e removeu-se toda a tinta com o auxílio de uma lixa. Após isso, cortou-se a lata com uma tesoura, obtendo 0,972 g de alumínio. Este foi cortado em pedaços menores e depois foram depositados em um béquer de 100 mL. Por fim, adicionou-se 50 mL da solução de KOH que foi preparada.

Em uma capela, com uma chapa de aquecimento, a mistura foi aquecida até que todo o alumínio reagisse com a mistura. O seguinte passo foi pesar o funil de vidro sinterizado a ser utilizado na filtração a vácuo, com as duas porções previamente lavadas com 5 mL de água.

O filtrado obtido foi transferido para um béquer de 100 mL e lavou-se o kitassato com 10 mL de água. Em seguida, em um banho de gelo, foi adicionado, com cautela, 20 mL de ácido sulfúrico, agitando com um bastão de vidro.

A mistura resfriou por alguns minutos e filtrou-se sob pressão reduzida, mas primeiramente foi lavado com 10 mL de água e 10 mL de etanol resfriada em um banho de gelo. Depois, com 10 mL de etanol e, por fim, com 10 mL de éter etílico. Em seguida, secou-se o produto ao ar mediu-se a massa do funil com o resíduo. Posteriormente, colocou-se o produto em um béquer de 100 mL, adicionou-se 10 mL de água e aqueceu-se.

Quando a temperatura atingiu 50°C o sólido ainda não havia se dissolvido, então foi sendo adicionado água de 5 em 5 mL. Após o alúmen ter sido totalmente dissolvido, o sistema ficou em repouso.

Resultado e discussão