RELATÓRIO SÍNTESE DO ALÚMEN

SÍNTESE DO ALÚMEN DE POTÁSSIO	Experimento 9
EMERSON OZIAS DE LUNA
Departamento de Química Fundamental, Universidade Federal de Pernambuco, Recife, Brasil
Data da prática: 23/05/2018; Data de entrega do relatório: 13/06/2018

Introdução

Tanto na Grécia como na Roma antiga se utilizava a pedra-ume (do latim alúmen ), um sal duplo de alumínio e potássio, como mordente em tinturaria e adstringente em medicina, uso ainda em vigor.

Embora o alumínio seja encontrado em abundância na crosta terrestre(8,1%) raramente é encontrado livre. Suas aplicações industriais são relativamente recentes, sendo produzido em escala industrial a partir do final do século XIX. Quando foi descoberto verificou-se que a sua separação das rochas que o continham era extremamente difícil. Como consequência, durante algum tempo, foi considerado um metal precioso, mais valioso que o ouro. Com o avanço dos processos de obtenção os preços baixaram continuamente até colapsar em 1889, devido à descoberta anterior de um método simples de extração do metal. Atualmente, um dos fatores que estimulam o seu uso é a estabilidade do seu preço, provocada principalmente pela sua reciclagem[1].

A recuperação do metal a partir da reciclagem é uma prática conhecida desde o início do século XX. Entretanto, foi a partir da década de 1960 que o processo se generalizou, mais por razões ambientais do que econômicas, nesta prática conheceremos uma forma de aproveitar a sucata de alumínio  para sintetizar o alúmen de potássio, KAl(SO4)2.12H2O, substância muito utilizada na tintura de tecidos, tratamento d'água, clarificação do açúcar e na indústria de papel[2].

Alúmens são sais duplos de sulfatos hidratados contendo cátions mono e trivalentes: M+M3+(SO4)2.12H2O. Íons monopositivos como Na+ ou NH4+ podem substituir o K+ e íons tri positivos como Cr3+, Fe3+ e Co3+ podem substituir o Al3+, formando uma série de alúmens diferentes, que se cristalizam com o mesmo retículo, formando cristais octaédricos ou cúbicos que em condições apropriadas podem atingir um tamanho considerável. A síntese do sulfato duplo de alumínio e potássio a partir da reciclagem de latas de alumínio é efetuada através de uma reação redox e de reações ácido-base. O metal alumínio reage muito pouco com soluções ácidas diluídas, pois sua superfície normalmente é protegida por uma camada de óxido de alumínio (Al2O3), sendo necessária a utilização de soluções alcalinas para dissolver a camada de óxido, e em seguida atacar o metal para formar o ânion [Al(OH)4]-(aq) :                                     

  2Al (s) + 2KOH (aq) + 6H2O (l)           2K+ (aq) + 2[Al(OH)4]-+ 3H2 (g)         [pic 1]

 A partir da formação do ânion [Al(OH)4]-(aq) pode-se iniciar a adição de ácido sulfúrico:  

[Al(OH)4]- (aq) + H+ (aq)                         [Al(OH)3] (s) + H2O (l)[pic 2]

Inicialmente ocorre a formação do Al(OH)3 (s), que é neutro e precipita no meio aquoso. A adição de excesso de ácido sulfúrico sob agitação irá desfazer o precipitado de hidróxido de alumínio:

     [Al(OH)3] (s) + 3H+(aq)            Al3+ (aq) + 3H2O (l) [pic 3]

 

   E após o resfriamento, ocorre a formação e precipitação do alúmen de alumínio e potássio:

K +(aq) + Al3+(aq) + 2SO4 2- (aq) + 12H2O (l)                                         

                 KAl(SO4)2.12H2O (s)                      [pic 4][pic 5]

 A dupla seta nesta última etapa indica que este composto apresenta solubilidade em água, isto é, neste meio o sal duplo libera seus íons hidratados.    

Procedimento Experimental

Começamos os procedimentos experimentais sendo advertidos pelos instrutores sobre  os riscos e precauções que devem ser observadas no experimento, principalmente no que se refere as concentrações do ácido sulfúrico,(H2SO4) e do hidróxido de potássio(KOH).

Cortamos uma folha de alumínio em pequenos pedaços, e pesamos uma quantidade  equivalente a  um grama com uma precisão de (0,01 g). Transferimos o alumínio em pequenos pedaços  para um béquer de (250 mL) e adicionamos lentamente e cuidadosamente, com o auxílio de um bastão de vidro, 50 mL de uma solução de hidróxido de potássio (KOH) 1,4 M.

Aquecemos suavemente o béquer em uma placa de aquecimento até que todo o alumínio   diluiu, A solução deveria ser límpida, entretanto restou algumas impurezas sólida, sendo necessário  filtrarmos a solução com sucção.