Experimento de química - Solubilidade

MINISTÉRIO DA DEFESA DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA REAL ACADEMIA DE ARTILHARIA, FORTIFICAÇÃO E DESENHO, 1792 )   ( SEÇÃO DE ENGENHARIA QUÍMICA   ( SE/5 ) LABORATÓRIO DE QUÍMICA EXPERIMENTO I    –SOLUBILIDADE DE SUBSTÂNCIAS PURAS    – COMPARAÇÃO ENTRE OS COMPOSTOS IÔNICOS E COVALENTES

PROFESSORA: Kátia R. de Souza TURMA: 1 B COMPONENTES DO GRUPO: Al

 DA SILVA DE

Al

FERREIRA DE FREITAS

Al GABRIEL DE OLIVEIRA FRANCO F RANCO

SUMÁRIO I) INTRODUÇÃO II) METODOLOGIA III) RESULTADOS E DISCUSSÃO IV) CONCLUSÃO V) BIBLIOGRAFIA

I – INTRODUÇÃO Ligações químicas são ligações que conectam átomos ou íons, sejam dentro de uma mesma molécula ou entre moléculas. Uma ligação iônica é caracterizada pela união de íons positivos e negativos (por meio de troca de elétrons entre átomos) por meio de força eletrostática. A ligação covalente é realizada quando há compartilhamento de elétrons entre dois átomos, podendo ser esses elétrons sendo encontrado com maior probabilidade em um desses átomos ou não. Essa diferença pode vir a caracterizar se a molécula formada terá momento dipolo nessa ligação, fazendo com que dependendo da geometria da mesma defina se a molécula é polar ou não.  Além das ligações realizadas entre átomos para formar moléculas e sólidos iônicos também são realizadas ligações entre moléculas, chamadas ligações intermoleculares. Ligações de hidrogênio, dipolo-dipolo e dipolo induzido são as principais e uma das principais características que determina qual dela uma molécula realiza é a polaridade dessa molécula. Uma molécula apolar realiza ligações de dipolo induzido, enquanto as polares em geral realizam dipolo-dipolo. Também moléculas polares podem realizar ligações de hidrogênios caso possuam hidrogênio e moléculas F-O-N com par de elétrons desemparelhado, essa sendo a mais forte das ligações intermoleculares. Quando um soluto é dissolvido em um solvente as moléculas do soluto também se associam com as moléculas do solvente, sendo que caso as forças de interação entre as moléculas do soluto sejam semelhantes as do solvente a chance de uma maior solubilização é maior. Assim se cria a “regra” conhecida como “semelhante dissolve semelhante”.

II – METODOLOGIA Dentre os materiais utilizados foram usados quinze tubos de ensaio identificados, uma espátula, um suporte para os tubos, além do material químico: SOLUTOS: (A) - Sacarose (figura 2.1) (B) - Sulfato Cúprico penta hidratado (figura 2.2) (C) - Ácido Oxálico (figura 2.3) (D) - Naftaleno (figura 2.4) (E) - Glicerina (figura 2.5) SOLVENTES: (1) - Água (figura 2.6) (2) - Etanol (figura 2.7) (3) - Heptano (figura 2.8)

Figura 2.1 - Sacarose

Figura 2.2 – Sulfato Cúprico penta-hidratado

Figura 2.3 – Ácido Oxálico

Figura 2.4 – Naftaleno

Figura 2.5 – Glicerina

Figura 2.6 – Água

Figura 2.7 – Etanol

Figura 2.8– Heptano

III – RESULTADOS E DISCUSSÃO TABELA 1 - TABELA DE SOLUBILIDADE

LEGENDA: Solúvel (+) Não solúvel (-)

Fazendo uma análise solvente a solvente para verificar se a prática foi de encontro à teoria:

Solvente (1) – Água:  A água foi capaz de solubilizar os solutos sacarose (A), CuSO4.5H2O (B), ácido oxálico (C) e glicerina (E). Tendo em vista que a água é uma molécula polar, isso ocorreu porque (A), (B), (C) e (E) também são moléculas polares já que (A), (C ) e (E) fazem ligações de hidrogênio e (B) é um sólido iônico, o que implica diretamente sua polaridade. Por outro lado, o naftaleno (D), não foi solubilizado porque sua molécula é apolar em um solvente polar, que no caso é a água. Portanto não ocorre sua solubilização.

Solvente (2) – Etanol: O etanol (95%), é uma molécula polar. A sacarose (A) não foi dissolvida nesse solvente, o que contraria a regra semelhante dissolve semelhante. Alguns possíveis motivos para isso são que a sacarose é um sólido molecular que faz muitas ligações de hidrogênio por molécula devido aos seus diversos grupos álcool. Outro fator é que o etanol é menos polar do que a água, já que essa substância é capaz de fazer duas ligações de hidrogênio por molécula enquanto o etanol pode fazer apenas uma. Além disso, o etanol por ser maior que a água tem uma capacidade de solvatação menor. Levando em conta esses fatores, pode-se aferir a não solubilização da sacarose. Da mesma forma o soluto CuSO4.5H2O (B) também não segue a regra de semelhante dissolve semelhante. Isso ocorre por causa do grande impedimento espacial neste sólido gerado pelas cinco moléculas de água agregadas ao CuSO4. Além disso, mais uma vez, o etanol não é tão polar quanto a água. Esses fatos contribuem para que o CuSO4.5H2O (B) não seja solúvel em etanol. Já o Ácido Oxálico (C) e a Glicerina (E) são polares e se solubilizam em etanol, também polar. Nesses dois casos a regra dos semelhantes se dissolvem é válida. Para o Naftaleno (D), apolar, a regra dos semelhantes também não é seguida já que segundo essa, naftaleno não deveria se solubilizar em etanol. No entanto, como o naftaleno é composto de dois anéis benzênicos, ele possui uma grande nuvem eletrônica no plano dos anéis em ressonância. Assim, quando uma molécula polar como a do etanol se aproxima, essa nuvem é facilmente polarizada, o que acaba por garantir a sua solubilidade nesse solvente.

Solvente (3) – Heptano: No caso do Heptano sua molécula é apolar, já que seu vetor momento dipolo resultante é nulo. Para a sacarose (A), o CuSO4.5H2O (B), o Ácido oxálico (C) e a Glicerina (E), não houve solubilização já que o solvente é apolar e os solutos são polares. Tal resultado está em acordo com a teoria de que semelhante dissolve semelhante. Já no caso do Naftaleno (D), como sua molécula é apolar como a do heptano, ocorre a solubilização novamente como esperado pela teoria dos semelhantes se dissolvem.

IV – CONCLUSÃO Com essa prática foi possível observar a regra de dois compostos com a mesma polaridade se dissolvem, bem como algumas exceções, sendo possível observar também que fatores como quantidade de ligações de hidrogênio, força das ligações soluto/ soluto e impedimento espacial são essenciais para uma análise precisa de solubilidade e podem alterar drasticamente os resultados esperados para a regra supracitada, sendo necessária uma análise que vá além de um estudo de polaridades das moléculas e se aprofunde mais em outros aspectos como os citados acima.

V – BIBLIOGRAFIA  ATKINS, P.W.; JONES, Loretta. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 3.ed. Porto Alegre: Bookman, 2006.