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Índice

0. Introdução.................................................4

1. Fundamentação teórica......................................5

2. Objectivos.................................................7

3. Experiencia I..............................................9

3.1. Obtenção do Cloro e verificação das suas propriedades....9

3.2. Procedimentos............................................9

4. Observações - Experiencia I...............................10

5. Experiencia II:...........................................11

5.1. Identificação dos iões halogénetos (Cl-, Br- e I- ).......11

5.2. Procedimentos...........................................11

6. Observações – Experiencia II..............................12

7. Discussão de resultados...................................13

4

9. Conclusão.................................................16

10. Bibliografia............................................17

0. Introdução

O presente relatório constitui uma discussão minuciosa e

objectiva concernente a aula laboratorial n°2, cujo tema é:

obtenção do cloro e verificação das suas propriedades e

identificação dos iões halogénetos.

No presente relatório encontram-se descritas as propriedades do

cloro, sua ocorrência, os métodos laboratoriais de sua obtenção,

as precauções a tomar no trabalho com o mesmo, assim como o

método privilegiado para a obtenção do cloro, a importância do

cloro (aplicação) e dificuldades encontradas na realização da

aula e suas superações.

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1. Fundamentação teórica

Ocorrência

O nome cloro provém do grego, significando verde. O cloro livre é

um gás venenoso amarelo -esverdeado, ele se encontra combinado em

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cloretos, como minérios Halita (NaCl) e Silvita (KCl), em

depósitos subterrâneos e também nos oceanos, RUSSEL (1994, p.991)

Obtenção laboratorial

O cloro pode ser obtido por oxidação do ião cloreto em meio

ácido, usando-se como oxidante o ião permanganato ou dióxido de

manganês (IV):

MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O

2KMnO4 + 16HCl → 2MnCl2 + 2KCl + 5Cl2 + 8H2O

O cloro pode ser obtido, também, a partir da reacção entre a água

de javél e acido clorídrico:

NaOCl(aq) + 2HCl(aq) → NaCl(aq) + Cl2(g) + H2O(l)

O cloro é também usado para purificar a água e desinfectar

piscinas. Quando o cloro se dissolve em água, sofre reacção:

Cl2 (g) + H2O (l) → HCl(aq) + HClO(aq)

Os hipocloritos oxidam a matéria orgânica, Sua acção oxidante

provem, em parte, da decomposição do ácido hipocloroso em

solução:

2HClO (aq) → 2H+ (aq) + 2Cl- (aq) + O2 (g)

O oxigénio borbulha e sai da solução e por sua vez ataca o

material oxidável. ATKINS & JONES (2006, p.684).

Identificação dos iões halogéneos

7

A identificação dos iões Cl-; Br- e I-, pode ser feita com base em

reacções de precipitarão e complexação e reacção redox.

Reacções de precipitação e complexação

Reacções de precipitação: são aquelas em que ocorre a formação de

sais pouco solúveis (precipitados) a partir da mistura de sais

solúveis (soluções aquosas de sais).

Os iões de Cl-, Br- e I- formam com iões de prata poucos solúveis

em agua.

Ag+ (aq) + I-(aq) → AgI(s)↓ (amarelo).

Ag+ (aq) + Br-(aq) → AgBr(s)↓ (Branco-amarelado)

Ag+ (aq) + Cl-(aq) → AgCl(s)↓ (branco)

Complexação

A reacção de complexação é aquela que ocorre com formação de um

ião complexo, que significa em agregado formado quando um ião

metálico (ou, algumas vezes, em átomo) se liga a vários iões ou

moléculas que se aglomeram ao seu redor. RUSSEL (1994, p. 556).

O AgCl(s) é solúvel em solução de amoníaco (NH3), o AgBr(s) é

solúvel em iões tiossulfato (S2O32-) e o AgI(s) em iões cianeto

(CN-).

AgCl(s) + NH3(aq) → [Ag ( NH3 )2 ] + + Cl-

(aq)

AgBr(s) + S2O32- (aq) → [Ag (S2O3

2-)2 ]3- + Br-(aq)

AgI(s) + CN- (aq) → [Ag (CN-)2]- + I-

(aq)

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Reacções redox

Reacções redox: são aquelas que ocorrem quando há transferência

de electrões. FELTRE (2008, p283).

Para a identificação dos iões brometos e iodetos usa-se amostra

contendo os respectivos iões e agua de cloro ( H2O.Cl2) na

presença de CCl4 ou CHCl3.

O cloro contido na agua de cloro oxida os iões Br- e I-:

Cl2 (aq) + 2Br- (aq) CCl4/ (CHCl3) 2Cl-

(aq) + Br2 (aq) (castanho)

Cl2 (aq) + 2I- (aq) CCl4/ (CHCl3) 2Cl-

(aq) + I2 (aq) ( violeta)

2. Objectivos

Construir um aparelho para a obtenção de gases tendo em conta

a sua toxicidade;

Obter cloro com recurso a materiais convencionais e localmente

disponíveis;

Identificar qualitativamente os iões halogénetos a partir de

reacções de precipitação, complexação e redox;

Verificar as propriedades descorantes do cloro;

Aplicar as normas de higiene e segurança na obtenção

laboratorial do cloro.

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Reagentes ou substancias

KMnO4;

Carvão activado;

HCl 2M; HCl 5,5M;

Agua destilada;

1 Folha verde;

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NaCl(s); NaBr(aq); KI(aq); NH4OH; Clorofórmio; Na2S2O3; KCN; AgNO3;

Água de cloro - H2O.Cl2;

Material

2 Suportes para tubos de ensaio;

Tubo de rosca com abertura lateral 45º;

2 Tubos de rosca com abertura lateral 90º;

Funil de separação;

2 Filtros 20/20 e respectivos suportes;

2 Tapas tamanho 13;

Adaptadores (20/20) e um adaptador (20/13) com anilhas;

3 Espátula;

Pipetas;

Cinco (5) tubos de ensaio normais;

Rotulantes;

3. Experiencia I

3.1. Obtenção do Cloro e verificação das suas propriedades

11

3.2. Procedimentos

Introduz num tubo de ensaio com abertura lateral 45 º, 5 a 6

espátulas permanganato que baste;

Acopla-se à extremidade superior do tubo de ensaio contendo

KMnO4 num tubo de rosca com abertura lateral 90º fechado

através de um adaptador 20/20 contendo suporte para filtro e o

respectivo filtro;

Deita-se água ao tubo de rosca ate a extremidade final do tubo

e introduza uma folha verde;

Acopla-se ao tubo de rosca, um outro tubo de rosca com

abertura lateral 90º de forma análoga;

Coloque carvão activado no tubo de rosca ate aproximar a sua

extremidade final;

Acopla-se o funil de separação ao tubo de ensaio com abertura

45 º por meio de um adaptador 13/13 com anilhas;

Introduza 5ml de HCl(aq) a 2M ao funil usando uma pipeta;

Abra a torneira do funil de modo a vazar lentamente o ácido e

depois feche-a;

Leve a aparelhagem ao nicho e observe;

Conserve o conteúdo formado para a experiencia seguinte.

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Esquema de aparelhagem da experiencia I Legenda:

4. Observações - Experiencia I.

KMnO4(s) – sólido granulado de cor violeta.

HCl(aq)– solução incolor.

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No contacto do HCl(aq) com KMnO4(s), após algum tempo , formaram-

se vapores nas paredes do tubo; Passado mais algum tempo

formaram-se bolhas na água, a partir da extremidade inferior

do tubo de rosca contendo H2O;

Observa-se a formação de vapores na extremidade superior do

tubo contendo água; A cada vez que as bolhas iam formando-se,

denota-se uma mudança na coloração da folha verde para uma cor

menos intensa;

A água contida no tubo tomou uma coloração ligeiramente

amarelada, desprendendo-se um odor forte e irritante.

5. Experiencia II:

5.1. Identificação dos iões halogénetos (Cl-, Br- e I- ).

5.2. Procedimentos

Identifique 3 tubos de ensaio com auxílio de rotulantes

enumerados em 1; 2; 3;

Junte cerca de 3ml de solução de NaCl, NaBr e KI ao 1º, 2º e

3º tubo respectivamente;

Deite em todos os tubos uma quantidade que baste de AgNO3 e

observe;

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Adicione cerca de 1 a 2ml de solução aquosa de NH4OH, Na2S2O3 e

KCN aos tubos 1; 2 e 3 respectivamente e observe;

Deite em 2 tubos de ensaio a mesma quantidade de água de cloro

(H2O.Cl2);

Adicione 2 a 3 gotas de clorofórmio aos respectivos tubos e de

seguida adicione ao primeiro cerca de 3ml de NaBr;

Adicione ao segundo tubo cerca de 3ml de KI e observe.

Esquema de aparelhagem da experiencia II.

6. Observações – Experiencia II.

NH4OH(aq) à 20% - incolor

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AgNO3(aq) - incolor

NaCl(s) – sólido cristalino

NaBr(aq) - incolor

KI(aq) - incolor

KCN(aq) - incolor

Na2S2O3(aq) à 0,15 M -

Quando adiciona-se AgNO3(aq) ao tubo de ensaio contendo NaCl(s),

observa-se a formação de um precipitado branco;

Quando adiciona-se AgNO3(aq) ao tubo de ensaio contendo NaBr(aq) ,

observa-se a formação de um precipitado branco que quando

aproximado a uma superfície branca verifica-se um tom

ligeiramente amarelo;

Quando adiciona-se AgNO3(aq) ao tubo de ensaio contendo KI(aq),

observa-se a formação de um precipitado amarelo.

Quando adiciona-se a solução de NH4OH(aq) ao tubo no qual fez-se

reagir NaCl(s), e AgNO3(aq) observa-se a dissolução do

precipitado;

Quando adiciona-se solução de Na2S2O3(aq) ao tubo no qual fez-se

reagir NaBr(aq) e AgNO3(aq) , observa-se a dissolução do

precipitado ficando toda solução incolor;

Quando adiciona-se a solução de KCN(aq) ao tubo no qual fez-se

reagir KI(aq) e AgNO3(aq) observa-se a dissolução do precipitado

e no entanto a solução fica ainda amarela mas com carácter

denso;

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Ao adicionar-se o NaBr(aq) ao tubo de ensaio contendo agua de

cloro (H2O.Cl2), na presença de clorofórmio (CHCl3) observa-se

uma mudança de cor passando a solução para uma cor amarela -

alaranjado com mais intensidade no fundo do tubo (observando-

se duas fazes distintas).

Ao adicionar-se KI(aq) ao tubo de ensaio contendo agua de cloro

(H2O.Cl2) na presença de clorofórmio (CHCl3) observa-se uma

mudança de cor passando a solução para uma cor violeta mais

intenso no fundo do tubo; (observando-se duas fases

distintas).

7. Discussão de resultados

7.1. Experiencia I:

Na reacção entre HCl(aq) e KMnO4(s); a formação de vapores e de

bolhas no tubo de rosca contendo água pode ser descrita de acordo

com a seguinte redacção:

2KMnO4(s) + 16HCl(aq) 2MnCl2(aq) + 2KCl (aq) + 5Cl2 (g)

+ 8H20 (l)

Sabendo-se que o cloro em parte reage com agua tendo como produto a

agua de cloro, que por sua vez é instável decompondo-se de acordo

com a equação:

2 HClO (aq) 2H+(aq) + 2Cl-

(aq) + O2(g)

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O descoramento da folha verde deve-se a acção oxidante da agua de

cloro quando esta decompõe-se libertando o oxigénio.

As bolhas observados durante a experiencia são, como fundamenta a

literatura, o borbulhar do oxigénio que vai atacar a matéria

orgânica oxidável (folha verde) diminuindo a intensidade da

coloração desta.

8. Experiencia II:

8.1. Identificação dos iões halogenetos (Cl-, Br-, I- ).

Precipitação

Na reacção dos sais (NaCl; NaBr e KI) com AgNO3(aq) observa-se a

formação de substancias pouco solúveis (precipitados de cores

características.

Na reacção entre NaCl e AgNO3(aq) observa-se a formação de um

precipitado branco, sendo o processo descrito pela seguinte

reacção:

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Ag(aq) + NO3- (aq) + Na+

(aq) + Cl- (aq) → AgCl(s)↓ + Na+ (aq) + NO3-(aq)

Ag+ (aq) + Cl-(aq) → AgCl(s)↓ (branco)

Na reacção entre NaBr e AgNO3(aq) observa-se a formação de um

precipitado branco - amarelado, sendo o processo descrito pela

reacção:

Ag+(aq) + NO3

- (aq) + Na+

(aq) + Br(aq) → AgBr(s)↓ + Na+ (aq) + NO3-(aq)

Ag+ (aq) + Br-(aq) → AgBr(s)↓ (Branco – amarelado)

Na reacção entre KI e AgNO3 observa-se a formação de um

precipitado amarelo, sendo o processo descrito pela reacção:

Ag+(aq) + NO3

- (aq) + K+

(aq) + I-(aq) → AgI(s)↓ + K+ (aq) + NO3

-(aq)

Ag+ (aq) + I-(aq) → AgI(s)↓ (amarelo).

Na interacção dos aniões halogénetos dos sais com o catião de

prata formam-se precipitados.

Complexação

Ao adicionar-se solução aquosa de amoníaco (NH3) ao tubo de

ensaio onde formou-se o precipitado branco (AgCl(s)) observou-se a

dissolução do precipitado na solução, sendo o processo descrito

pela reacção:

AgCl(s) + 2NH3(aq) → [Ag( NH3 )2 ]+ + Cl-(aq)

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Ao adicionar-se solução de Na2S2O3 ao tubo de ensaio onde formou-se

precipitado branco-amarelado (AgBr(s)), observou-se dissolução do

precipitado na solução, sendo o processo descrito pela reacção:

AgBr(s) + S2O32- (aq) → [Ag (S2O3)2]3+

+ Br- aq)

Ao adicionar-se solução de KCN ao tubo de ensaio onde formou-se o

precipitado amarelo (AgI(s)), observou-se a dissolução do

precipitado na solução, sendo o processo descrito pela reacção:

AgI(s) + CN-(aq) → [Ag (CN)2]- + I-

(aq)

Reacções Redox

O amarelo - alaranjado verificado como resultado da reacção entre a

agua de cloro (H2O.Cl2 (aq)) e NaBr(aq) na presença de clorofórmio

(CHCl3) deve-se a formação do bromo molecular:

Cl2 (aq) + 2Br- (aq) CCl4/ CHCl3 2Cl-

(aq) + Br2 (aq) (amarelo –

alaranjado)

Os iões brancos são oxidados pela molécula de cloro presente na

solução deste em agua levando à formação da coloração

característica do bromo no estado molecular.

O tom violeta verificado como resultado da reacção entre a água de

cloro (H2O.Cl2 (aq)) e KI na presença de clorofórmio (CHCl3) deve-se a

formação do iodo molecular:

Cl2 (aq) + 2I- (aq) CCl4/ CHCl3 2Cl-

(aq) + I2 (aq) ( violeta)

Os iões iodeto são oxidados pela molécula de cloro presente na

solução desta em água levando à formação da coloração

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característica do iodo no estado molecular, conforme fundamenta a

literatura consultada.

9. Conclusão

Ao fim da aula laboratorial pôde verificar-se as propriedades do

cloro como fundamenta-se na literatura, porem, algumas

propriedades não pôde-se apurar pois tal prática não é

aconselhável no trabalho laboratorial devido também a toxicidade

do gás que reduziu-se usando o carvão activado.

O carvão activado na experiencia feita tem a função de

absorvente, ele absorve gases em grande quantidades como forma de

eliminar a toxicidade, devido a sua estrutura porosa.

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Durante o trabalho laboratorial verificaram-se varias

dificuldades, razão pela qual a aparelhagem descrita no relatório

é um tanto que diferente da recomendada no guião, pois os tubos

de rosca no entanto necessários para realização da aula

encontravam-se indisponíveis, o que levou-nos a usar dois tubos

de rosca com aberturas 90° tendo-se a dificuldade de encontrar

tapas para os respectivos tubos.

Mas como o trabalho laboratorial prima pela flexibilidade e

superação, supervisão docente conseguiu-se montar a aparelhagem

com o material disponível, e produzir o cloro usando-se como

oxidante o permanganato de potássio (KMnO4(s)) na presença do

(HCl(aq)), verificando-se as suas propriedades e realizando-se por

sua vez a identificação dos iões halogénetos.

Não Pode-se chegar aos mesmos resultados obtendo o cloro a partir

da água de Javél e ácido clorídrico, como também a partir da acção

do HCl(aq) sob a acção de agentes oxidantes como o MnO2 , KClO3 ( nos

palitos de fósforos ).

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10. Bibliografia

ATKINS & LORETTA. Princípios da Química, Questionando a vida moderna e o meio

ambiente. Porto Alegre, 3 ed, Bookman, 2006.

CHANG, Raymond. Química. Portugal, editora Mc Graw-Hill, 5 ed, 1994.

FELTRE, R. Quimica 2. Fisico-Quimica. São Paulo, 7 ed, Editora Moderna,

2008.

MORRITA & ett all. Manual de soluções, reagentes e solventes. São Paulo,

editora Bhecher, 2ed, 2007.

RUSSEL, John Blair. Química Geral. São Paulo, editora Pearson do Brasil,

2 ed, 1994.

TOCOLI & FARIA. Mundo da Química 2. Lisboa, Edições ASA. Volume 2,

1990.

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