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UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS – CCT
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA – DQMC
Disciplina: Química Geral Experimental – QEX0002
Prática 02 – Síntese do Iodeto de Zinco
1. Introdução
Os processos de síntese química, sejam por via natural ou artificial, são os grandes responsáveis
pela geração de novas substâncias e moléculas. Estes processos podem ser subdivididos em duas grandes
classes: Síntese de compostos orgânicos (baseados exclusivamente na química do carbono) e a síntese de
compostos inorgânicos (baseados em todos os demais elementos químicos conhecidos, juntamente com
alguns compostos do carbono).
Na natureza, ambas as formas são verificadas. Processos como os observados em atividade
vulcânica e a erosão do solo, por exemplo, são tipicamente inorgânicos, enquanto os processos
metabólicos tais como a respiração celular, são resultados de uma longa série de reações de síntese
orgânica.
Considerando um sistema fechado em que ocorre uma determinada reação química, todos os
átomos que estiveram ali no início da reação, estarão lá no final. Eles podem ter se reorganizado a fim de
completar a reação, mas a massa total do meio permanece a mesma. Tal fato é conhecido como “Lei de
conservação das massas”, enunciada pelo célebre químico Lavoisier (1743-1794).
Na prática, utilizamos os cálculos estequiométricos para avaliar as quantidades em massa,
número de mols, número de átomos e/ou moléculas ou ainda volume de gases em uma dada reação
química. Estes cálculos são de extrema importância tanto no laboratório quanto na indústria, pois
permitem que se preveja teoricamente a quantidade de reagentes a serem utilizados, bem como a
quantidade de produtos formados em uma determinada condição experimental.
Quando, em uma reação química, as quantidades de reagentes utilizados levam em consideração
exatamente os valores de número de mols da respectiva reação química devidamente balanceada é dita
que a reação é estequiométrica, ou seja, teoricamente não irá sobrar nenhum dos reagentes (supondo um
rendimento reacional quantitativo). Entretanto em alguns casos utiliza-se um excesso de um ou mais
reagentes e relação aos demais, logo, haverá um reagente limitante. Neste caso, será então o reagente
limitante que irá ditar quanto de um produto que será formando durante um processo reacional. Considere
o exemplo a seguir:
Uma massa de 126 gramas de etanol foi reagida com 300 gramas de oxigênio segundo a reação
química balanceada representada abaixo:
C2H6O+ 3 O2(g) → 2CO2(g) + 3H2O
Como as quantidades de reagentes estão expressas em gramas, é conveniente se trabalhar os
números de mols de reagentes também em gramas:
C2H6O(l)
Em gramas
+
3 O2(g)
→
2 CO2(g)
+
3 H2O(l)
1 × 46,0 g
3 × 32,0 g
2 × 44,0 g
3 × 18,0 g
Em mols
1 mol
3 mols
2 mols
3 mols
Qde. utilizada
126 g
300 g
A partir de regras de três simples é possível encontrar o reagente limitante para o processo
químico acima:
46 g de etanol − 96 g de Oxigênio
46 g de etanol − 96 g de Oxigênio
126 g de etanol − x g de Oxigênio
x g de etanol − 300 g de Oxigênio
x= 𝟐𝟔𝟑 𝐠 𝐝𝐞 𝐨𝐱𝐢𝐠ê𝐧𝐢𝐨
𝐱 = 𝟏𝟒𝟒 𝐠 𝐝𝐞 𝐞𝐭𝐚𝐧𝐨𝐥
Com base nos resultados, observa-se que seriam necessários 263 g de oxigênio para
reagir com 126 g de etanol. Como estão disponíveis 300 g de O2 é possível afirmar que temos
um excesso de 37 g de oxigênio que não reagirão. Desta forma, é dito que o etanol é o reagente
limitante desta reação química uma vez que ele irá limitar a quantidade máxima dos produtos
que serão obtidos.
Neste experimento estudaremos a síntese do iodeto de zinco partindo de zinco e iodo
ambos na forma elementar. O ZnI2 consiste em um sólido levemente amarelado, higroscópico e
bastante solúvel em água. Este processo pode ser classificado como uma reação de síntese ou
adição, que ocorre quando dois ou mais reagentes são quimicamente unidos para dar origem
único produto.
2. Objetivos
Sintetizar composto iodeto de zinco através das substâncias elementares de zinco metálico e iodo
molecular levando em consideração a lei de conservação das massas.
3. Pré-laboratório
Em que consiste a lei da conservação das massas? Dê um exemplo de sua utilização.
a)
Supondo que NaOH reaja com 44,0 g de CO2, formando assim 18,0 g de H2O e 106 g Na2CO3.
Qual a massa de NaOH necessária para o CO2 ser totalmente consumido?
b) Zinco e enxofre reagem para formar sulfeto de zinco, substância usada para recobrir as paredes
internas dos tubos de imagens de TV. Quantos gramas de sulfeto de zinco podem ser formados
quando 12,0 g de zinco reagem com 6,50 g de enxofre? Qual é o reagente limitante? Escreva a
reação química balanceada.
c)
Com base nos cálculos do item anterior, quanto e qual elemento permanecerá sem reagir?
d) Qual a massa em gramas de uma única molécula de sacarose?
e)
Qual a massa em gramas de 3,0×1024 átomos de zinco?
f)
Uma amostra de cobre é constituída de 9,03×1023 átomos. Qual a massa em gramas de cobre
presentes na amostra?
g) A partir da reação abaixo, qual é a quantidade máxima de enxofre, em gramas, que pode ser
obtida partindo-se de 3,0 mols de dióxido de enxofre?
2H2 S + SO2 → 3S + 2H2 O
4. Materiais e Métodos
4.1 Materiais
01 béquer de 250 mL
Papel de pesagem
01 erlenmeyer de 125 mL
Papel alumínio
01 proveta de 25 mL
Espátulas
Bastão de vidro
Placa de aquecimento com agitação
4.2 Reagentes
Metanol PA
Zinco metálico em pó
Iodo molecular em pó
4.3 Procedimento Experimental
ATENÇÃO! A prática deverá ser realizada na capela!
Pesar e anotar a massa de um erlenmeyer de 125 mL vazio. Em um papel de pesagem, pesar
separadamente 1,0 g de zinco e 1,0 g de iodo. Após transferir ambas as massas para o erlenmeyer, com o
auxilio de uma proveta, adicionar 25 mL de metanol grau PA lentamente.
Tampar a parte superior do recipiente com papel alumínio (como se fosse uma tampa), fazendo
um pequeno furo neste.
Aquecer a mistura a uma temperatura de 60 ºC e, quando o solvente começar a evaporar (observe
nas paredes do frasco), marque o tempo de 15 a 20 minutos.
Resfriar a mistura em temperatura ambiente e a seguir deixar o frasco contendo a reação em
repouso sob uma leve inclinação para que a fase sólida decante. Transfira a fase líquida com bastante
cuidado e lentamente, com o auxilio de um bastão de vidro, para um béquer de 250 mL também
previamente pesado.
Para garantir que todo o composto formado seja transferido para o béquer, adicionar 5 mL de
metanol ao erlenmeyer para lavar o sólido. Aguarde o processo de decantação novamente e transfira a
fase líquida para o béquer. Repetir o processo novamente.
Aquecer o béquer e o erlenmeyer de modo a evaporar todo o solvente. Uma vez evaporado o
metanol, deixar os frascos esfriarem e em seguida efetuar a pesagem de cada um.
5. Resultados e Questionário
Dados de pesagem extraídos do experimento:
Massa do erlenmeyer vazio (g)
Massa do béquer vazio (g)
Massa do erlenmeyer + zinco que sobrou (g)
Massa do béquer + iodeto de zinco (g)
Massa de iodeto de zinco (g)
Com base nas observações feitas responda as seguintes questões:
a)
Escreva a equação química devidamente balanceada da reação estudada.
b) Com base nas massas de reagentes utilizadas calcule o reagente limitante na reação entre o
zinco metálico e o iodo molecular.
c)
Quanto de zinco é consumido durante o processo?
d) Qual a massa restante do reagente em excesso, caso exista?