RELATÓRIO DE EXPERIMENTO LABORATÓRIO QUÍMICA INORGÂNICA EXPERIMENTAL

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RELATÓRIO DE EXPERIMENTO – LABORATÓRIO QUÍMICA INORGÂNICA EXPERIMENTAL

PRÁTICA 5: GRUPO 14- BLOCO P

Discentes: Giovana da Costa Oliveira

Lívia Correia Chotolli

      Monique V. dos Santos

        Gabriel R. Antoniasse

Docente: Diogo Paschoalini Volanti

Integrantes do grupo 3 do laboratório

14 de junho de 2022

São José do Rio Preto

INTRODUÇÃO

        

O grupo 14 da tabela periódica ou bloco-p é composto pelos elementos   Carbono (C), Silício (Si), Germânio (Ge), Estanho (Sn) e Chumbo (Pb), o único ametal do grupo é o carbono, pois o silício e germânio são metalóides e o resto do grupo metais, possuem como característica da configuração eletrônica 4 elétrons na última camada de valência podendo assim fazer 4 ligações ao mesmo tempo, para obter  o carbono puro temos duas formas mineradas o diamante e o grafite, ele pode ocorrer como dióxido de carbono na atmosfera e na água como carbonatos insolúveis de cálcio e magnésio, já o silício encontra-se  espalhado no meio ambiente, ele constitui 26% da crosta terrestre e ocorre como areia, quartzo e ametista, o germânio  tem baixa abundância e pode ser obtido por redução de GeO2 com monóxido de carbono ou hidrogênio, o estanho é produzido pela redução do mineral cassiterita, SnO2 com coque em forno elétrico, e o chumbo é a partir de seus minérios sulfetos, que são convertidos em óxidos e reduzidos em alto forno (VOGEL,2011)

É possível aplicar o carbono elementar na forma de carvão, é utilizado como combustível e agente redutor na obtenção de metais, na sua forma pura, o diamante é utilizado como ferramenta industrial de corte e o grafite como lubrificante e nos lápis, o silício é bastante utilizado em circuitos integrados e eletrônicos de estado sólido, já o Germânio é o melhor  condutor intrínseco sendo usado na fabricação de transistores, o Estanho é resistente a corrosão é usado para recobrir aço e por último o chumbo, é bastante utilizado em encanamento, soldas e munições (SHRIVER,2002).

Como objetivo didático pode-se estudar as propriedades redutoras, semicondutoras, as formas alotrópicas do carbono, a  formação de polímeros, os aluminossilicatos que é  a substituição do silício em alumínio nos retículos cristalinos, a solubilidade e estabilidade (VOGEL, 2001)

O objetivo da prática é preparar um polímero inorgânico a partir de silicato de sódio e álcool etílico, verificar a solubilidade de alguns componentes desse grupo, observar a reação do ácido fluorídrico com a sílica, determinar o caráter ácido e básico dos elementos desse grupo e analisar a estabilidade dos carbonatos e dos estados de oxidação.

  RESULTADOS E DISCUSSÃO

• Jardim osmótico

O experimento jardim osmótico (imagem 1), também chamado de jardim de silicatos, é muito utilizado em decorações por conta dos filamentos que vão aparecendo em minutos com diferentes cores dos cristais de sais selecionados. Para isto, é necessário o preparo de uma solução concentrada de silicato de sódio homogênea com uma pequena quantidade de sais hidratados de cloreto de cálcio e cloreto de níquel II.

Entendendo como é feita a relação, os cristais de sais ao entrarem em contato com a solução de silicato de sódio será formado ao entorno do uma membrana semipermeável que estará ligada à silicato (SiO3-2) com o metal (FARIAS, 2013).

No experimento, usando esses sais, terá como produto Ca2SiO4 e Ni2SiO4, sendo representados respectivamente na imagem como a cor branca e a cor verde.

Imagem 1: Jardim osmótico após 5 minutos

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         Fonte: Autoria Própria

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Como o próprio nome do experimento diz, ocorre um processo de osmose, com o passar do tempo a concentração de dentro do sal fica muito maior que a concentração encontrada em solução, portanto, terá a passagem de solvente do menos concentrado para o mais concentrado pela membrana fazendo com que haja um equilíbrio (FARIAS, 2013).

Como há uma expansão com a entrada da água, é rompida a membrana que é frágil nesse sistema (o rompimento é visto com a elevação de filamentos do sólido em crescimento ascendente), porém como uma nova parte do cristal entrará em contato com a solução, terá uma repetição constante da formação da membrana ocorrendo sempre a osmose, por conta disso o resultado final só poderá ser visto após uma semana, no qual haverá esgotamento e estabilização da reação (FARIAS, 2013).

• Polímeros inorgânicos

Para o estudo de polímero inorgânico, foi colocado 20mL de uma solução concentrada de silicato de sódio, em um becker adicionamos mais 5mL de álcool etílico. Foi misturado em movimentação centrífuga e rápido, pois logo após a mistura já é observado a formação de sólido (imagem 2).

Para compreender o ocorrido, vemos pela equação a seguir:

       Na2SiO3(aq) + 2 C2H5OH(aq) → (CH2)2SiO- + 2 NaOH(aq) + O2(g)    (Equação 1)

Como a reação possui grupo funcional reativo, ocorre a perda de massa de moléculas (CANAVEROLO, 2013) formando então uma molécula de baixo peso molecular. O grupo etil do álcool etílico é o responsável pela formação de ligação em cadeias ao substituir o oxigênio que estava ligado ao silicato, caracterizando então a polimerização do silicato (FARIAS, 2007).

Pode-se observar o resultado final depois de agitação e modelação nas mãos do sólido formado. Suas características são de possuir rigidez, porém ainda sim sofre colisão elástica se for lançada verticalmente,  após colidir com uma superfície plana ela retorna novamente para cima em uma altura menor.