Alum potássio de alumínio metal

RESUMO

Este relatório pretende descrever os métodos utilizados em laboratório para a síntese do alúmen de potássio a fim de pontuar algumas características do mesmo e calcular o rendimento do processo de obtenção.

1. INTRODUÇÃO

O alumínio, apesar de ser o terceiro elemento mais abundante na crosta terrestre, é o metal mais jovem usado em escala industrial. Há sete milênios, ceramistas da Pérsia já produziam seus vasos com um tipo de barro que continha óxido de alumínio, que hoje conhecemos como alumina. Trinta séculos mais tarde, egípcios e babilônios usaram uma outra substância contendo alumínio na fabricação de cosméticos e produtos medicinais. [1]

O alumínio não ocorre na forma elementar na natureza. Devido à alta afinidade pelo oxigênio, ele é encontrado como íon Al3+, na forma combinada, em rochas e minerais. [2]

Uma das vantagens mais importantes do alumínio é o fato de poder ser transformado com facilidade. O alumínio pode ser laminado em qualquer espessura e extrusado numa infinidade de perfis de seção transversal constante e grande comprimento. O metal pode ser também, forjado ou impactado. Arames de alumínio trefilados a partir de vergalhões dão origem a fios de alumínio que, após serem encordoados, transformam-se em cabos condutores. [3]

2. OBJETIVOS

Obter o alúmen de potássio a partir do alumínio metálico e calcular o rendimento do processo.

3. PARTE EXPERIMENTAL

3.1. Reagentes

Hidróxido de Potássio, Alumínio, solução de Ácido Sulfúrico e água destilada.

3.2. Procedimentos

Preparou-se uma solução com 112,22 gramas de KOH em 0,5 litros de água destilada. Pesou-se 1 grama de alumínio metálico em um béquer de 250 ml e adicionou-se 50 ml da solução de KOH 4mol.L-1.

A mistura foi deixada para reagir até que todo o alumínio fosse oxidado e não se observasse mais a formação de gás, deixando-a esfriar logo em seguida. Filtrou-se a mistura coletando o filtrado em outro béquer de 250 ml.

Em banho de gelo, adicionou-se lentamente 30 ml de uma solução de H2SO4 8,5 mol.L-1 ao filtrado dentro da capela de exaustão. Levou-se a mistura ao congelador e por alguns minutos. Ao retirar observou-se a formação de cristais.

Pesou-se um papel filtro e filtrou-se os cristais. Deixou-os secar a temperatura ambiente e pesou-se novamente.

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Peso do papel de filtro: 1,04 gramas

Peso do papel de filtro com o filtrado: 14,226 gramas

Peso do Alúmen de potássio obtido: 13,186 gramas

Cálculo de rendimento:

2K[Al(OH)4](aq) + H2SO4 → 2 KAl(SO4)2.12H2O

63,085 gramas de K[Al(OH)4](aq) _ 13,186 gramas de KAl(SO4)2.12H2O

100% _ X

X = 20,9%

Observamos que o rendimento da reação foi baixo porque o alumínio utilizado no experimento não era puro.

5. CONCLUSÃO

Com o experimento observamos que o Alúmen de Potássio foi obtido, porém, quanto mais puro for o alumínio utilizado melhor o rendimento da reação. Portanto, conclui-se que a pureza dos reagentes utilizados é muito importante para o sucesso do procedimento.

6. QUESTIONÁRIO

a) Escreva as equações das reações efetuadas neste experimento.

Al(s) + KOH(aq) + 3H2O(l) → K[Al(OH)4](aq) + 3/2 H2(g)

Adição de H2SO4(aq):

2K[Al(OH)4](aq) + H2SO4(aq) → 2Al(OH)3 + 2H2O(l) + K2SO4(aq)

Excesso de H2SO4(aq):

2Al(OH)3(s) + 3H2SO4(aq) →Al2(SO4)3(aq) + 6H2O(l)

Resfriamento:

Al2(SO4)3(aq) + K2SO4(aq) + 12H2O →0ᵒC 2KAl(SO4)2.12H2O(s)

b) Porque ocorre um aumento na temperatura do béquer quando se adiciona o KOH no alumínio metálico? Classifique esta reação do ponto de vista termodinâmico?

Porque o Alumínio é um metal reativo, ele reduz o KOH em uma reação exotérmica.

c) Quando se adiciona o ácido sulfúrico observa-se a formação de uma grande quantidade de precipitado, que logo após é parcialmente solubilizado. Qual é este precipitado? Dica: o que ocorre com os íons Al(III) na faixa de pH de 4 a 8?

Na faixa de pH de 4 a 8 o alumínio sofre um processo de especiação química que é a distribuição entre diferentes espécies de alumínio. Sendo assim, a uma certa concentração de ácido sulfúrico é produzido 2Al(OH)3 que é insolúvel, depois que se aumenta a concentração de ácido sulfúrico é formado Al2(SO4)3 que é solúvel.

d) O que é um