O Conhecimento referente aos compostos de carbono

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BLOCO p-GRUPO 14

Grazielly Caroline Teodoro

Izadora Colabone Gutierres

Stephane de Almeida Alves

Docente: Prof. Dr. Diogo Paschoalini Volanti

Técnica: Ms. Eliani N. I. Ohira

São José do Rio Preto, 07 de outubro de 2015

1.Introdução

O conhecimento referente aos compostos de carbono é datado desde a antiguidade, no entanto, este elemento só foi reconhecido como tal, no século XVIII. A partir daí, várias aplicações surgiram e foram definidas para os compostos de carbono, tais como a importância do CO2 para a fotossíntese e o petróleo para o desenvolvimento industrial no século XX.

O silício é um outro elemento deste grupo que apresenta grande importância, pois é um elemento altamente abundante. Ele se encontra distribuído pela crosta terrestre em formas diversas de muitos silicatos, sendo um dos principais compostos de silício, a sílica, SiO2 – óxido de silício.

Compostos de silício são usados desde a fabricação de vidros, polímeros de silicone e até materiais semicondutores eletrônicos, utilizados em dispositivos de informática.[1]

Os outros elementos deste grupo: germânio, estanho e chumbo são também bastante conhecidos e utilizados, principalmente, o estanho que é usado para produzir diversas ligas metálicas utilizados para recobrir outros metais para protegê-los da corrosão. O estanho é obtido principalmente do mineral cassiterita onde apresenta-se como um óxido, e o chumbo é um metal tóxico, pesado, macio, maleável e pobre condutor de eletricidade, apresenta coloração branco-azulada quando recentemente cortado, porém adquire coloração acinzentada quando exposto ao ar, é usado na construção civil, baterias de ácido, em munição, proteção contra raios-X , e forma parte de ligas metálicas para a produção de soldas, fusíveis, revestimentos de cabos elétricos, materiais antifricção, metais de tipografia, etc e também são usados e trabalhados desde muito tempo, seja na fabricação do bronze (Cu + Sn) ou nos seus usos separadamente.

Os elementos químicos da Família do Carbono apresentam configuração eletrônica com quatro elétrons na camada de valência. Como regra geral, o primeiro átomo do grupo é sempre menor e mais eletronegativo, e por isso apresenta maior energia de ionização e, sendo mais covalente e menos metálico. Os raios covalentes, portanto, aumentam de cima para baixo.

As energias de ionização decrescem do carbono para o silício (Si) e a seguir variam de forma irregular. A quantidade de energia necessária para ionizar um átomo desse grupo é muito alta e, por isso, compostos iônicos simples são raros.

O carbono apresenta ponto de fusão extremamente elevado (requer uma energia muito grande para romper as ligações covalentes fortes). Os elementos silício e germânio (Ge) fundem a temperaturas menores, porém, ainda assim, são bastante elevadas. Os pontos de fusão decrescem de cima para baixo porque as ligações M-M se tornam mais fracas à medida que os átomos aumentam de tamanho. Estanho (Sn) e chumbo (Pb) são metálicos e têm pontos de fusão baixos. Eles não aproveitam todos os quatro elétrons externos na ligação, contribuindo para a formação de uma ligação menos forte.[2]

2.Objetivos

        O objetivo é investigar propriedades do silício, estanho, chumbo e carbono, que são os elementos do grupo 14,como sua solubilidade, caráter ácido/base, estados de oxidação, estabilidade , e a sua presença em materiais do cotidiano como o vidro.

3.Parte Experimental

3.1 Jardim Osmótico

Preparou-se uma solução concentrada de silicato de sódio verificando se a solução é uma solução homogênea. Depois adicionou-se cristais grandes de sais branco e coloridos observando regularmente.

3.2 Preparação de um polímero inorgânico

Colocou-se em dois béqueres, duas alíquotas de 20 e 5 mL da solução aquosa a 10% de silicato de sódio já preparada e adicionou-se 5 e 20 mL de álcool etílico absoluto respectivamente. Depois movimentou-se circularmente as misturas até a formação do sólido.

3.3 Solubilidade

Em dois béqueres, colocou-se 1 g de amostras de vidro triturados de um béquer e de um frasco âmbar quebrado, respectivamente. Adicionou-se 25 mL de água destilada, cobriu-se o béquer com um vidro de relógio e aqueceu-se as misturas com chama fraca até entrar em ebulição. Depois deixou as soluções esfriarem e determinou o pH.

3.4 Gravação em vidro

Fundiu-se um pouco de parafina (vela) e espalhou-se uma fina camada sobre uma placa de vidro. Despois aqueceu-se a ponta de um estilete e removeu-se a parafina no formato de letras. Em seguida, levou-se a placa de vidro à capela e gotejou ácido fluorídrico 30% no sulco desenhado e aguardou 2 horas para remover o ácido com bastante água e depois a parafina.

3.5 Caráter ácido/base

A partir de soluções de sais de estanho (II) (0,25 mol/L) e chumbo (II) (0,25

mol/L) obteve-se os hidróxidos correspondentes. Separou-se os sólidos em quatro tubos de ensaio e adicionou um excesso de base para verificar o comportamento dos dois hidróxidos formados. Em seguida adicionou ácido e também verificou-se o comportamento dos dois hidróxidos.

3.6 Estabilidade dos carbonatos

Pegou-se um vidro com tampa e fez-se um pequeno orifício na tampa do mesmo. Depois colocou-se uma determinada quantidade de vinagre no vidro e preparou-se cápsulas com um pequeno pedaço de papel macio, preenchido com 0,25 g de carbonato de cálcio e bicarbonato de sódio. Em seguida embrulhou cada conteúdo no papel macio, lacrou-o com um pequeno pedaço de fita adesiva, abriu o frasco de vidro contendo vinagre para colocar a cápsula preparada e fecho-o rapidamente.

3.7 Estabilidade de estados de oxidação