Química Inorgânica não tão Concisa

Propriedades do boro, alumínio e seus compostos.

Charles Eduardo Souza LOPES

Gesiel de Sousa NASCIMENTO

Júlio César Marques de OLIVEIRA

Universidade Estadual do Ceará/Faculdade de Educação de Itapipoca

Relatório de Trabalho para Química Inorgânica I

Prof. Dr. Antonio Sávio Gomes Magalhães

RESUMO

O presente relatório aborda a prática da turma de Química Inorgânica I, que tem como objetivo a observação das características do ácido bórico, dos compostos de alumínio e da identificação de metais a partir da pérola formada por o elemento boro misturado com soluções de elementos não identificados. Durante os experimentos, pode-se observar também a diferença de comportamento nas reações do boro e alumínio, uns resultaram em precipitados, em outros foram obtidas reações menos agressivas, ou seja, de compostos menos reativos. Durante os procedimentos realizados, pode-se perceber que o boro e os compostos de alumínio são compostos muito reativos, ou seja, as reações não acontecem de maneira rápida.          

PALAVRAS-CHAVE: Ácido bórico; alumínio; reações.  

1 INTRODUÇÃO 

        Os elementos do grupo 13 é o primeiro grupo do bloco “p”, todos os elementos desse grupo possuem uma configuração eletrônica do tipo ns2p1, ou seja, o NOX máximo esperado é +3. Descendo no grupo, há uma tendência crescente de se formarem compostos monovalentes, o B é um não metal, de raio pequeno, e sempre forma ligações covalentes, o restante dos elementos Al, Ga, In, Tl são metais.

        Os valores de eletronegatividade dos elementos do grupo 13 são maiores que os do grupo 1 e 2, ou seja, quando estes elementos entrarem numa reação as diferenças de eletronegatividade não deverão ser muito grandes. O Boro não apresenta nenhuma tendência de formar íons, enquanto os outros elementos normalmente formam ligações covalentes, exceto em solução. Boro e o alumínio são encontrados na natureza primeiramente como óxidos e oxoânions.

        O boro apresenta uma estrutura cristalina foram do comum, que leva a um ponto de fusão muito elevado. Existem pelo menos quatro diferentes formas alotrópicas, o B possui um número insuficiente de elétrons para preencher o nível de valência, mesmo após a formação das ligações. Essa grande variedade e complexidade das formas alotrópicas ilustra várias maneiras que a natureza encontra para a solução desse problema, em outros elementos esse problema é resolvido pela formação de ligações metálicas, mais para o B isso é impossível pelo seu pequeno tamanho e sua elevada energia de ionização.

        O boro difere significativamente dos demais elementos do Grupo 13, principalmente pelo tamanho dos seus átomos, que são muito pequenos, além de ser o único não-metal do grupo e sempre formar compostos covalentes. O ácido bórico, de fórmula H3BO3, é uma substância sólida de cor branca nas condições ambientes, o mesmo é um composto inorgânico sólido que se apresenta na forma de cristais incolores, além de ser considerado um ácido muito fraco.

        O alumínio, também é sólido a temperatura ambiente, além de possuir uma boa resistência à corrosão e reage rapidamente com o oxigênio formando óxido de alumínio. O mesmo é considerado o elemento metálico em maior quantidade na terra e é obtido naturalmente a partir de alguns minérios como a bauxita.    

                                 

2 OBJETIVOS 

• Observar as propriedades físicas e químicas do ácido bórico, de como ele se comporta diante das reações.
• Usando uma pérola feita durante a prática, poder identificar qual metal estaria presente em mistura com o ácido bórico através da cor ao final do procedimento.
• Observar significativamente as características do elemento alumínio e alguns de seus compostos, tais como o comportamento do mesmo perante as reações feitas no procedimento.

3 MATERIAIS E REAGENTES

        Os reagentes utilizados foram: ácido bórico (H3BO3), ácido sulfúrico (H2SO4) concentrado, etanol (C2H6O), fenolftaleína (C20H14O4), hidróxido de sódio (NaOH) 0,1mol/L, etileno glicol (C2H6O2), cloreto de alumínio (AlCl3) 1mol/L, ácido clorídrico (HCl) 1,0mol/L. Os materiais utilizados foram: cadinho de porcelana, balança graduada, bico de Bunsen, bastão de vidro, tubos de ensaio e uma alça de Ni/Cr.      

        

4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

4.1 Pesou-se aproximadamente 0,03g de ácido bórico, em seguida, transferiu-se para uma cápsula de porcelana. Depois aqueceu-se o sistema com o auxílio de um bico de Bunsen por 3 a 4 minutos. Após deixou-se o sistema esfriar e acrescentou-se 5 gotas de ácido sulfúrico concentrado e 2 ml de etanol. Após misturou-se o sistema com um bastão de vidro e em seguida fez-se a ignição da solução.

4.2 Separou-se dois tubos de ensaio. No primeiro colocou-se uma ponta de espátula de ácido bórico e aproximadamente 4 ml de água. Em seguida, agitou-se até completa dissolução do ácido e depois gotejou-se 2 a 3 gotas de fenolftaleína. Depois acrescentou-se gotejando hidróxido de sódio 0,1 mol/L até que apareça uma coloração levemente rósea em meio alcalino. Depois no segundo tubo acrescentou-se 2 ml de etileno glicol cis-diol e 2 a 3 gotas de fenolftaleína. Em seguida, acrescentou-se gotejando hidróxido de sódio 0,1 mol/L até que apareça uma coloração levemente rósea em meio alcalino. Depois misturou-se os conteúdos dos dois tubos.

4.3 Em dois tubos de ensaio acrescentou-se 1,0 ml de AlCl3 1,0 mol/L. em seguida acrescentou-se a cada tubo 1,0 ml de NaOH 0,1 mol/L. Após acrescentou-se ao primeiro tubo de ensaio 1,0 ml de NaOH 1,0 mol/L e no segundo 1,0 ml de HCl 1,0 mol/L.

4.4 Aqueceu-se uma alça de Ni/Cr em um bico de Bunsen até ficar rubro. Depois com alça foi removido um pouco de ácido bórico sólido e leve-a novamente a chama oxidante, até a formação de uma pérola clara com aspecto vítreo. Após umedeceu-se a pérola com gotas de uma solução diluída de metal de transição (A), depois colocou-se mais um pouco de ácido bórico e levou-se novamente à chama. Repetiu-se o procedimento para a solução (B) de metal de transição e tentou-se identificar os metais pela cor da pérola.