FACULDADE PENTÁGONO
RELATÓRIO DE LABORATÓRIO
DISCIPLINA: Processos Inorgânicos PROFESSOR: Claudia Figueiredo TÍTULO DA AULA: Produção de oxigênio pela decomposição catalítica do Peróxido de Hidrogênio DATA DA REALIZAÇÃO: 02/03/2012 TURMA: 3FQ3A
DATA DA ENTREGA: 09/03/2012 GRUPO:
NÚMEROS
COMPONENTES
04
Claudio Augusto Costa Menezes
07
Fernando Muniz Brandão
10
Igor Marchetti Lima
11
João Victor Cunha
COMENTÁRIOS: Experimento realizado no Laboratório de Química da Faculdade de Tecnologia Pentágono sob a supervisão da Profª Claudia Figueiredo
1. Introdução O peróxido de Hidrogênio (H 2O2), mais conhecido como “água oxigenada” é usado como desinfetante (em cortes e feridas, por exemplo) e também como alvejante e descolorantes (em papéis, tecidos, cabelos etc.), conforme as famosas “louras de farmácia”. O peróxido de hidrogênio decompõe-se espontaneamente á temperatura e pressão ambientes, com liberação de energia (processo exotérmico). Contudo, sua degradação é relativamente lenta, podendo ser acelerada pelo uso de um catalisador. 2. Objetivo Realizar a produção do gás oxigênio através da decomposição da “água oxigenada” (Peróxido de hidrogênio). 3. Materiais e Reagentes 3.1.Materiais: Espátula Béquer Balança semi-analítica
3.2.Reagentes:
Peróxido de Hidrogênio Dióxido de Manganês
4. Procedimento Experimental Primeiramente foi- se montado o esquema com as vidrarias correspondentes ao esquema acima. Depois calculou - se a quantidade de peróxido de hidrogênio que seria utilizado na experiência, através do cálculo: M1V1 = M2V2 20.50 = 30. V2 1000 = 30 V2 1000/30 = V 2 V2 = 33,333 ml de H2O2 Colocou – se essa medida no kitassato e acoplou- se uma mangueira na saída de ar da vidraria. Uma proveta de 250 ml foi totalmente preenchida com água e mergulhada na cuba que estava parcialmente cheia de água A outra ponta da mangueira que foi acoplada no Kitassato foi colocada dentro da proveta submersa na cuba com água. Em um béquer foi pesado 5 g de dióxido de manganês na balança semi-analítica disponível no laboratório. Assim que o sistema foi montado, foi desejado o dióxido de manganês dentro do kitassato onde se encontrava o peróxido de hidrogênio. Foi aberto o kitassato, que estava com uma tampa, despejado o sal, e fechado à tampa novamente, aconteceu uma reação bastante rápida e exotérmica, onde foi observado que a proveta que estava com água foi praticamente esvaziada após a reação que ocorreu no Kitassato.
5. Resultados e Discussões Os resultados serão apresentados abaixo com as observações obtidas no processo. No procedimento, no ensaio entre H2O2 e MnO2, houve uma reação rápida com desprendimento de gás e calor, resultando em um sobrenadante incolor e um precipitado preto. Entretanto o MnO2 não reage com o H 2O2, pois o dióxido de manganês (MnO 2) não participa da reação ele é utilizado como catalisador, que é uma substância ou material que atua numa reação ou processo químico, alterando sua velocidade seja positiva ou negativamente, fornecendo a energia de ativação. Ao adicionamos o MnO 2 no tubo contendo H 2O2, nota-se facilmente a liberação de oxigênio pelas borbulhas que a reação faz, e o tubo fica bem quente. O que resta no tubo após a reação é apenas água resultante da decomposição do H 2O2 e MnO2 da mesma forma da qual foi adicionado no inicio, pois se evaporássemos essa água, e pesássemos apenas o precipitado, notaremos que a massa MnO 2 continua a mesma conforme a reação abaixo:
MnO2 H2O2 (aq)
→
2 H2O (l) + O2 (g)
O gás liberado é o gás oxigênio O 2, e o mesmo passa pela mangueira saindo do sistema do Kitassato indo pela mangueira até a proveta com água submersa na cuba, o que acontece é que como dois corpos não ocupam o mesmo local e o gás oxigênio é mais leve que a água, o gás ocupa o lugar da água, repelindo a mesma da proveta, fazendo a mesma encher um pouco mais a cuba de vidro, subindo o volume de água no recipiente. 6. Respostas a. Equacione a reação ocorrida
MnO2 H2O2 (aq)
→
2 H2O (l) + O2 (g)
b. Quais diferenças podem ser observadas quando se utiliza o dióxido de manganês e quando se utiliza o iodeto de potássio como catalisador?
O dióxido de manganês se mostrou mais eficiente como catalisador, pois com o iodeto de potássio, a reação se mostrou lenta. Ambas as reações são exotérmicas, porem a energia de ativação que o dióxido de manganês forneceu à reação foi maior que a do outro catalisador, fazendo com que a velocidade cinética da reação fosse maior. A quantidade de gás oxigênio também foi maior quando utilizado o dióxido de manganês, uma vez que a proveta estava com 250 ml de água e após a reação e a troca espacial do gás pela água, o volume de água dentro da proveta era apenas de 50 ml, e no processo utilizado o segundo catalisador, o volume de água cai de 250 ml para 249,5 ml (aproximadamente). c. Em quais dos casos tem-se catálise homogênea, e em qual, catálise heterogênea? Explique. A catálise Heterogênea ocorre na reação do dióxido de manganês, pois além da liberação do gás O2, ocorre a mudança de cor do peróxido de hidrogênio que fica no Kitassato em suspensão. Já a reação que utiliza o iodeto de potássio, forma um sistema de apenas uma fase, o que é considerado uma catálise homogênea. d. Como podemos confirmar que o gás formado é realmente o gás oxigênio? Através da reação balanceada e através de um simples teste de chama, onde se acenderia um fósforo e se o fósforo não apagasse é porque é o gás oxigênio. 1. Conclusão O experimento foi concluído com êxito e podemos observar qual é a função dos catalisadores na prática e podemos ainda identificar qual é o mais vantajoso para cada tipo de reação. O procedimento foi realizado com sucesso com a supervisão da professora Claudia Figueiredo, sem grandes problemas. A adaptação da vidraria do experimento foi autorizada pela mesma.
Também aprendemos como produzir o gás oxigênio, sendo essencial a vida terrestre uma vez que é o mesmo que atua no nosso organismo como fonte de matéria-prima para a produção de energia em nossas células.
2.
Referencias Bibliográficas
FARIAS, R. F. Praticas de Química Inorgânica. Ed. Átomo, SP. VOGEL, A., Química Analítica Qualitativa. 5. ed. São Paulo: Mestre Jou, 1981. Catálise, Disponível em : < http://www.colegioweb.com.br/quimica/catalise.html >. Acessado no dia 07 de março de 2012 às 12h06min.
