SEPARAÇÃO ATRAVÉS DA CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA

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Curso de Licenciatura em QUÍMICA (UFRJ)

          RELATÓRIO DE PRÁTICA III

Aluno-Samuel Alcides dos Satos Junior

Matricula-15114070096

Matéria-Química I

SEPARAÇÃO ATRAVÉS DA CRISTALIZAÇÃO                 FRACIONADA

Introdução

A experiência tem como objetivos:

• Demostrar a utilização cristalização fracionada para separar e purificar substâncias sólidas que apresentam estrutura cristalina.
• Discutir o conceito de solubilidade com enfoque na influência da temperatura neste fenômeno.
• Exemplificar reações de dupla troca
• Exemplificar as equações iônicas

Segue-se um embasamento teórico sobre o temas que se relacionam com os objetivos:

Cristalização Fracionada

É um método de refino de substâncias baseado em diferenças de solubilidade. Se duas ou mais substâncias são dissolvidas em um solvente, elas irão  cristalizar na solução precipitando-se a diferentes taxas. Cristalização pode ser induzida por mudanças em concentração, temperatura ou outros meios. Esta técnica é frequentemente usada em engenharia química  para obter substâncias sólidas muito puras, ou para recuperar produtos comercializáveis ou utilizáveis em outros processos de soluções residuais de outros processos. A cristalização fracionada pode ser usada em purificação ou análise química.

Solubilidade

Solubilidade é a medida de capacidade que uma substância tem de se dissolver espontaneamente em outra substância. A substância que é dissolvida é denominada soluto e aquela que dissolve é denominada solvente. A solubilidade relaciona-se com um parâmetro denominado concentração que é a quantidade de soluto dissolvido no solvente .A relação entre concentração e solubilidade faz surgir três classificações para uma solução:

• Solução Saturada- É aquela em que a concentração está no limite máximo de solubilidade.
• Solução Insaturada--É aquela em que a concentração está abaixo do limite máximo de solubilidade.
• Solução Supersaturada - É aquela em que a concentração está acima do limite máximo de solubilidade oque acarretará na deposição de soluto não diluído. Esta deposição é denominada precipitado.

A solubilidade é mensurada em mols por litro, gramas por litro ou em percentagem de soluto/solvente. Em geral a solubilidade segue a chamada “regra dos semelhantes” ou seja , substancias polares conseguem dissolver outras substâncias polares enquanto substancias apolares dissolvem substancias apolares. Então, com relação a um dado solvente, as substâncias podem ser classificadas como: insolúveis, parcialmente solúveis ou solúveis. Para que se possa compreender melhor, vamos introduzir valores numéricos. Em termos de concentração em quantidade de matéria, uma substância será considerada insolúvel se sua solubilidade for menor do que 0,01 mol L-1; moderadamente solúvel se sua solubilidade estiver entre 0,01 e 0,1 mol L-1; e, finalmente, solúvel, se sua solubilidade for maior do que 0,1 mol L-1. A solubilidade em água é mais comumente apresentada em termos de massa de soluto por 100 g de água

Fatores externos tais como temperatura e pressão influenciam na solubilidade. Concentraremos nossa atenção no fator temperatura:

 Se a dissolução for um processo endotérmico, que ocorre devido à absorção de calor, o aumento da temperatura aumente a solubilidade .Por outro lado, se a dissolução for um processo exotérmico, que libera calor,  a solubilidade diminui com o aumento da temperatura.

Reações de Dupla Troca

As reações de dupla-troca ou de metátese se caracterizam por haver, literalmente, trocas entre os elementos de cada molécula envolvida na reação. Ou seja, determinados átomos,íons ou radicais mudam de posição passando para a outra molécula substituindo o átomo, íon ou radical que estava naquela posição. Segue abaixo uma reação genérica que exemplifica a reação de metátese:

AB + CD -> AC + BD

Onde, AB e CD não podem ser sólidos ao mesmo tempo, mas uma combinação entre líquido e sólido: líquido+líquido, líquido+sólido ou sólido+líquido. E, ao mesmo tempo, como característica de uma reação de dupla-troca os produtos devem ser diferentes dos reagentes .

Equações Iônicas

São equações químicas utilizadas em reações onde há a presença de íons destacando sua participação. Estas equações podem assumir a forma reduzida onde se destaca os íons que formam o alvo do interesse.

Materiais e Métodos

Materiais

• Nitrato de Sódio
• Cloreto de Potássio
• Béquer de 100ml
• Bastão de vidro
• Balança Analítica
• Proveta 50ml
• Pissete
• Bico de Bunsen
• Tripé
• Tela de amianto
• Kitassato
• Funil de Büchner
• Bomba de vácuo
• Filtros
• Vidro de relógio
• Termômetro
• Bacia com agua e gelo

Métodos

1. Pesar 8,5g de Nitrato de Sódio(NANO3) e 7,5g de Cloreto de Potássio no Béquer
2. Acrescentar a mistura de sais 25ml de água
3. Homogenizar com o bastão de vidro e atenta para a^[1]sensação térmica ao se segurar o béquer durante o procedimento.
4. Colocar o béquer sobre a tela de amianto apoiada no tripé e aquecer a solução e simultaneamente homogenizando-a com o bastão de vidro até a dissolução total dos saís
5. Numa bacia com água e gelo refrigerar a solução até a temperatura de^[2]10°C
6. Realizar uma filtração a vácuo
7. Recolher o filtro ,onde haverá cristais  depositados,colocá-lo, sobre o vidro de relógio,dentro da estufa.
8. Passar a solução filtrada do Kitassato para o Béquer e com o auxílio da tela de amianto e do tripé aquecer a solução ao ponto de provocar a ebulição da água e deixar a solução chegar até a metade de seu volume original
9. Realizar imediatamente uma filtração a vácuo com a solução ainda aquecida.
10. Recolher os cristais depositados no filtro e compará-los com os cristais coletados na primeira filtração.

Resultados e Discussões

Resultados

Para podermos compreender os resultados do experimento segue-se uma tabela e um gráfico correspondente acerca da solubilidade dos sais^[3]envolvidos na experiência bem como o cálculo da molaridade dos íons  na solução:

Tabela 1: SOLUBILIDADE DOS SAIS EM MOL/LITRO

	Temperatura em oC
Substância	0	20	40	60	80	100
KNO3	1,3	3,2	5,2	7,0	9,0	11,0
NaNO3	6,7	7,6	8,5	9,4	10,4	11,3
KCl	3,4	4,0	4,6	5,1	5,5	5,8
NaCl	5,4	5,4	5,5	5,5	5,5	5,6

Massa molar do NaNO3                                            Massa molar do KCl