Universidade Federal Rural de Pernambuco Departamento de Química Licenciatura Plena em Química
Química Experimental
Relatório de aula prática: Anfoterismo Redox da Água Oxigenada
Recife, 25 de maio de 2016
Universidade Federal Rural de Pernambuco Departamento de Química Licenciatura Plena em Química
Química Experimental
Relatório de aula prática: Anfoterismo Redox da Água Oxigenada
Discentes: Danylla Teles, Deyvson Frana, !o"o #abriel, $ilton %ascimento, Rayane $aria
Recife, 25 de maio de 2016
&'(b)etivo Reconecer agentes oxidantes e redutores! "erificar a influ#ncia do p$ em rea%&es redox! 'erce(er )ue certas su(st*ncias podem se comportar tanto como agente redutor )uanto agente oxidante, dependendo do p$ do meio em )ue ocorre a rea%+o e das outras espcies )u-micas en.ol.idas/
*'+ntrodu"o uitas rea%&es comuns como a com(ust+o, corros+o, fotoss-ntese e at mesmo o meta(olismo dos alimentos se en)uadram na classe das rea%&es de óxidoredu%+o, ou redox/ stas rea%+o se caracteri3am pela transfer#ncia de eltrons entre as espcies )u-micas en.ol.idas, onde a.erá um agente redutor )ue transfere os eltrons 4sendo assim oxidado para um agente oxidante )ue rece(e os eltrons transferidos 4sendo assim redu3ido, conse)uentemente este processo fa3 com )ue o nmero de oxida%+o das espcies )u-micas en.ol.idas se alterem/ Algumas su(st*ncias tem um comportamento anfótero, isto , duplo, )uanto a fun%+o nas rea%&es redox, ou se7a, tende a se comportar em certas rea%&es como agente redutor, e em outras como agente oxidante/ 8al comportamento dependerá de fatores como o p$ do meio em )ue a rea%+o ocorre e das espcies )ue est+o reagindo/ 9m exemplo de anfoterismo redox a água oxigenada 4$ 202, ou peróxido de idrog#nio, )ue pode se con.erter em O 2 4)uando agente redutor, em idroxila 4O$ , )uando agente oxidante e em meio (ásico, em água 4)uando agente oxidante e em meio ácido e ainda podendo ser decomposta em gás oxig#nio e água pela a%+o de catalisadores, como o dióxido de mangan#s 4nO2/
'$ateriais e Rea-entes 0 tu(os de ensaio 01 estante para tu(os de ensaio 01 espátula 01 .ela ;aixa de fósforos 'apel indicador uni.ersal de p$ Água oxigenada 4$ 2O2 <0= >olu%+o de amido 1= >olu%+o de ?@ 0,1 olar >olu%+o de $O < 6 olar >olu%+o de ?nO B 0,1 olar >olu%+o de n;l 2 0,1 olar >olu%+o de aO$ 6 olar Cióxido de mangan#s 4nO 2 Dico de Dunsen
.'Procedimento
&/ Experimento Adicionouse 1 mE de ?@ 4iodeto de potássio em tu(o de ensaio, acidificando com cerca de B gotas de $O< 4ácido n-trico, adicionouse B gotas de $2O2 4água oxigenada/ m seguida a solu%+o foi di.idida em dois tu(os de ensaio/ 9m dos tu(os foi le.ado ao a)uecimento num (ico de Dunsen na capela, at todo .apor lilás indicando a presen%a do iodo se ausentar da solu%+o/ Adicionouse algumas gotas de amido na solu%+o do segundo tu(o de ensaio/ A solu%+o apresentou colora%+o a3ulFroxa intensa, confirmando a presen%a de iodo/
*/ Experimento m um tu(o de ensaio foi adicionado 1mE de solu%+o de ?nOB 4permanganato de potássio, acidificando com $O<, conferindo seu p$ com o papel indicador/ Goi adicionado $2O2, at a descolora%+o da solu%+o 4)ue indica a con.ers+o dos -ons nOB em -ons nH2/
/ Experimento m um tu(o de ensaio colocouse 1mE de solu%+o de n;l2 4cloreto e mangan#s, adicionou B gotas de $2O2 e alcalini3ou com B gotas de aO$ 4idróxido de sódio/ Goi le.ado I centrifuga e foi despre3ada a solu%+o so(renadante/ Adicionou 5 gotas de $O< e gotas de $2O2 at a solu%+o perder sua colora%+o/
./ Experimento ;olocouse 1mE de solu%+o ?nOB em um tu(o de ensaio, alcalini3ouse com B gotas de aO$, adicionouse < gotas de $2O2/ A mistura foi centrifugada, despre3ando a solu%+o so(renadante e guardouse o precipitado/ Adicionouse ao precipitado um gota de aO$, e foram acrescentadas gotas de $2O2 em grande excesso e foi o(ser.ado sua rea%+o/
Acendeuse uma .ela, em seguida foi apagada de modo )ue mante.e sua (rasa acesa/ @ntrodu3iuse o pa.io em (rasa no tu(o de ensaio, para .erifica%+o do gás produ3ido pela rea%+o/ A .ela foi acesa, confirmando )ue o gás presente na rea%+o era oxig#nio/
0/ Experimento ;om aux-lio de uma espátula colocouse uma pe)uena por%+o de nO2 4dióxido de mangan#s num tu(o de ensaio/ Adicionou algumas gotas de aO$, acrescentando $2O2 em grande excesso e foi o(ser.ado a rea%+o/ m seguida acendeuse uma .ela, em seguida foi apagada de modo )ue mante.e sua (rasa acesa/ @ntrodu3iuse o pa.io em (rasa no tu(o de ensaio, para .erifica%+o do gás produ3ido pela rea%+o/ A .ela foi acesa, confirmando )ue o gás presente na rea%+o era oxig#nio/
0'Resultados e discuss"o &/ Experimento Ao acidificar a solu%+o de iodeto de potássio 4?@ com ácido n-trico 4$O< e adicionarse algumas gotas de peróxido de idrog#nio 4$ 2O2 perce(euse uma colora%+o castana na solu%+o e a forma%+o de precipitado preto, )ue após testes anal-ticos a)uecimento de um tu(o de ensaio contendo uma fra%+o da solu%+o no (ico de Dunsen e a adi%+o de solu%+o de amido em outro tu(o de ensaio contendo a solu%+o, li(erando .apor lilás e apresentando uma solu%+o de colora%+o a3ulroxa respecti.amente podese concluir )ue a colora%+o castana da solu%+o e a presen%a de precipitado preto se da.a pela exist#ncia de iodo 4@ 2/ A e)ua%+o iJnica essencial (alanceada da rea%+o pode ser .ista a seguir: 2$H4a) H $2O24a) H 2@4a) K 2$2O4l H @2 4s OD>: A rea%+o ocorre em meio ácido este experimento a água oxigenada 4Oxig#nio com oxL 1 agiu como agente oxidante, rece(endo eltrons do -on iodeto 4oxL 1 )ue se con.erteu em iodo sólido 4oxL0 fa3endo com )ue o peroxido de idrog#nio fosse redu3ido a água 4Oxig#nio com oxL 2/
*/ Experimento
Após acidificar a solu%+o de permanganato de potássio 4?nO B, solu%+o de colora%+o roxa, com ácido n-trico 4$O <, adicionouse algumas gotas de água oxigenada e perce(euse )ue a solu%+o se tornou incolor com li(era%+o de gás e calor/ A descolora%+o da solu%+o indica a con.ers+o de -ons nOB em -ons nH2/ A e)ua%+o iJnica essencial (alanceada da rea%+o pode ser .ista a seguir: 6$H4a) H 2nOB4a) H 5$2O24a) K 2nH24a) H M$2O4a) H 5O24g OD>: A rea%+o ocorre em meio ácido este experimento a água oxigenada 4ox do oxig#nioL 1 se comportou como agente redutor, transferindo eltrons para o -on permanganato 4ox do mangan#sL H )ue se con.erteu no cátion mangan#s @@ 4oxL2, fa3endo com )ue o peroxido de idrog#nio se con.ertesse em gás oxig#nio 4oxL 0/
/ Experimento @nicialmente adicionouse algumas gotas de água oxigenada I uma solu%+o de cloreto de mangan#s @@ 4n;l 2 e ent+o alcalini3ouse o meio adicionando algumas gotas de idróxido de sódio 4aO$, ent+o a rea%+o iniciou ocorrendo li(era%+o de calor e a
forma%+o de um precipitado preto, o )ue indica a con.ers+o dos -ons n H2 em nO2 4dióxido de mangan#s/ A e)ua%+o iJnica essencial (alanceada da rea%+o pode ser .ista a seguir: 2O$4a) H nH24a) H $2O24a) K nO24s H 2$2O4l OD>: sta rea%+o ocorre em meio (ásico este experimento a água oxigenada 4ox do oxig#nioL 1 agiu como agente oxidante, rece(endo eltrons do cátion mangan#s @@ 4oxL H2 )ue oxida e se con.erte em dióxido de mangan#s 4oxL HB, redu3indo o peroxido de idrog#nio I água 4ox do oxig#nioL 2/ m seguida centrifugouse a mistura de dióxido de mangan#s e água, descartando o so(renadante, e ent+o acidificouse o precipitado restante com ácido n-trico 4$O < e adicionouse peroxido de oxig#nio at )ue descolorisse com li(era%+o de gás, o )ue indica a con.ers+o do nO 2 em -ons nH2/ A e)ua%+o iJnica essencial (alanceada da rea%+o pode ser .ista a seguir: 2$H4a) H nO24a) H $2O24a) KnH24a) H 2$2O4l H O24g OD>: sta rea%+o ocorre em meio ácido este experimento a água oxigenada 4ox do oxig#nioL 1 agiu como agente redutor, transferindo eltrons para o dióxido de mangan#s 4ox do mangan#sL HB )ue se con.erte no cátion mangan#s @@ 4oxL H2, fa3endo com )ue o peroxido de idrog#nio oxide e se con.erta em gás oxig#nio 4oxL 0/
./ Experimento Ao alcalini3ar uma solu%+o de permanganato de potássio 4?nO B utili3ando idróxido de sódio 4aO$ e em seguida adicionar peróxido de idrog#nio iniciouse a rea%+o, )ue resultou em li(era%+o de gás e forma%+o de um precipitado preto, indicando a exist#ncia de nO 2 4dióxido de mangan#s/ A e)ua%+o iJnica essencial (alanceada da rea%+o pode ser .ista a seguir: 2nOB1a23 H <$2O21a23 K 2nO21s3 H 2$2O1l3 H 2O$1a23 H
: sta rea%+o ocorre em meio (ásico este experimento a água oxigenada 4ox do oxig#nioL 1 agiu como agente redutor, transferindo eltrons para o -on permanganato 4ox do mangan#sL H, )ue redu3iu a dióxido de mangan#s 4ox de mangan#s L HB, fa3endo com )ue o peroxido de oxig#nio oxidasse e se con.ertesse em gás oxig#nio 4oxL 0/ m seguida, centrifugouse a mistura e despre3ouse a solu%+o so(renadante, e ent+o adicionouse uma gota de idróxido de sódio 4aO$ ao precipitado dióxido de mangan#s e assim foi acrescentada gota a gota peroxido de idrog#nio 4$ 2O2,
perce(euse ent+o a li(era%+o de gás e o n+o aca(amento do dióxido de mangan#s durante a rea%+o/ A e)ua%+o da rea%+o pode ser .ista a seguir: 2$2O2 4a) K O2 4g H 2$2O 4l OD>: está rea%+o tem como catalisador o dióxido de mangan#s 4nO 2 e ocorre em meio (ásico/ este experimento ocorre a decomposi%+o da água oxigenada por uma rea%+o catal-tica )ue tem como catalisador o dióxido de mangan#s, o )ue explica o n+o aca(amento deste durante a rea%+o/ m seguida repetiuse o experimento e acendeuse uma .ela, deixando o pa.io em (rasa, e colocoua dentro do recipiente da rea%+o para compro.ar a exist#ncia da li(era%+o de oxig#nio, ent+o perce(euse a intensifica%+o do (rilo na (rasa o )ue compro.a a e)ua%+o/
0/ Experimento Neste experimento repetiu-se o mesmo procedimento do anterior, utilizando MnO2 previamente separado encontrado no laboratório, com o objetivo de comprovar se o precipitado do experimento 4 era realmente dióxido de manganês, ao observar a reaço o resultado se mostrou o mesmo o !ue comprova a veracidade do resultado mostrado no item 4"
4'5onclus"o A água oxigenada, ou peroxido de idrog#nio, possui comportamento anfótero, ou duplo, )uanto a sua fun%+o redox, se comportamento ora como agente redutor, ora como agente oxidante, como .isto nos experimentos/ 8al comportamento dependerá da espcie )u-mica com )ue está reagindo, pois esta reagindo com o -on iodeto em meio ácido, se comporta como agente oxidante, oxidando o -on @ para iodo sólido, 7á reagindo com o dióxido de mangan#s em meio ácido, o peroxido de idrog#nio se comporta como agente redutor, redu3indo o nO2 para -ons nH2/ Outro fator importante para o comportamento da água oxigenada o p$ do meio em )ue a mesma reage com outra espcies )u-micas, .isto )ue mesmo reagindo com a mesma espcie em experimentos distintos, o peróxido de idrog#nio se comporta de modo diferente por conta da condi%+o ácida ou (ásica do meio, isso pode ser perce(ido claramente )uando comparadas duas rea%&es: 1 $ 2O2 reage com -ons nO 2 em meio ácido, resultando na água oxigenada se comportando como agente redutor, transferindo eltrons para o dióxido de mangan#s )ue se con.erte em -on n H2! 2 Adicionase $ 2O2 em dióxido de mangan#s em meio (ásico, resultando na decomposi%+o da água oxigenada em gás oxig#nio e água, e o nO 2 agindo como catalisador n+o sendo gasto durante a rea%+o/ ;om esses dois exemplos perce(ese )ue mesmo sendo a mesma espcie )u-mica usada na 7un%+o com água oxigenada o(ser.ase comportamentos diferentes das espcies por conta do p$ do meio, o(tendose assim resultados diferentes/ O peroxido de idrog#nio )uando se comporta como agente oxidante em meio (ásico se con.erte em -ons idroxilas! )uando em meio ácido, com a mesma fun%+o, se con.erte em água! )uando se comporta como agente redutor, independente do p$ do meio, a água oxigenada se con.erte em gás oxig#nio/
6'Re7er8ncias biblio-r97icas
A8?@>, '/! Nones, E/ 'rinc-pios de )u-mica: )uestionando a .ida moderna e o meio am(iente/ 'orto Alegre: Dooman, 2006/ "OPE, A/@/ Qu-mica Anal-tica Qualitati.a, 5 edi%+o/ >+o 'aulo: estre Nou, 1SM1/ A>;@8O, "al(eres! Qu-mica Peral xperimental, < d/, Recife, 201B
Questes ;&' *(* observado nos itens ?&@, ?*@, ?@ e ?.@A &B 2$H4a) H $2O24a) H 2@4a) K 2$2O4l H @2 4s *B 6$H4a) H 2nOB4a) H 5$2O24a) K 2nH24a) H M$2O4a) H 5O24g 1parte &3 B 2O$4a) H nH24a) H $2O24a) K nO24s H2$2O4l 1parte *3 B 2$H4a) H nO24a) H $2O24a) KnH24a) H 2$2O4l H O24g .1parte &3 B 2nOB4a) H <$2O24a) K 2nO24s H 2$2O4l H 2O$4a)H
&'&' Em 2uais destas reaes 2uímicas a 9-ua oxi-enada se comporta como a-ente oxidanteA E como a-ente redutorA 1 Agente oxidante! 2 Agente redutor! <4parte 1 Agente oxidante! <4parte 2 Agente redutor! B4parte 1 Agente redutor/ B4parte 2 T Rea%+o de autooxirredu%+o, n+o á agente redutor ou oxidante
&'*' < 9-ua oxi-enada pode se comportar como a-ente oxidante e como a-ente redutor, tanto em meio 9cido como em meio b9sico' emirea%+o: $2O2 K O$ ox dos elementos na água oxigenada
$idrog#nioL H1 Oxig#nioL 1 ox dos elementos na idroxila $idrog#nioL H1 Oxig#nioL 2
-ua oxi-enada como a-ente oxidante em meio 9cido 2$H4a) H $2O24a) H 2@4a) K 2$2O4l H @2 4s >emirea%+o: $2O2 K $2O ox dos elementos na água oxigenada $idrog#nioL H1 Oxig#nioL 1 ox dos elementos na água $idrog#nioL H1 Oxig#nioL 2
-ua oxi-enada como a-ente redutor em meio b9sico 2nOB1a23 H <$2O21a23 K 2nO21s3 H 2$2O1l3 H 2O$1a23 H
$2O2 K O2 ox dos elementos na água oxigenada $idrog#nioL H1 Oxig#nioL 1 Nox dos elementos no g%s oxigênio Oxigênio& '
-ua oxi-enada como a-ente redutor em meio 9cido 2$H4a) H nO24a) H $2O24a) KnH24a) H 2$2O4l H O24g #emi-reaço$
$2O2 K O2 ox dos elementos na água oxigenada $idrog#nioL H1 Oxig#nioL 1 Nox dos elementos no g%s oxigênio Oxigênio& '
;*' +denti7icar similaridades entre os resultados observados nos itens ?0'&'@ e ?0'*'@ e os observados nos itens ?.'&'@ e ?.'*'@ o experimento 5 repetiuse o mesmo procedimento do experimento B, utili3ando nO2 pre.iamente separado encontrado no la(oratório, com o o(7eti.o de compro.ar se o precipitado do experimento B era realmente dióxido de mangan#s, ao o(ser.ar a rea%+o o resultado se mostrou o mesmo a rea%+o de decomposi%+o da água oxigenada )ue tem o dióxido de mangan#s como catalisador, sendo este n+o consumido durante a rea%+o, á a li(era%+o de gás oxig#nio o )ue compro.a a .eracidade do resultado mostrado no item B/
;' 5om base na constata"o de 2ue o $n(* n"o consumido na rea"o do item ?0'&'@, por mais 2ue se adicione >*(*, e na constata"o de 2ue um dos produtos de rea"o o -9s oxi-8nio, identi7icar a naturea da rea"o e apresentar uma e2ua"o 2uímica para a mesma' )ua%+o )u-mica: 2$ 2O2 4a) K O2 4gH 2$2O 4l OD>: está rea%+o tem como catalisador o dióxido de mangan#s 4nO 2 e ocorre em meio (ásico ssa rea%+o caracteri3ada como a rea%+o de decomposi%+o do peróxido de idrog#nio, onde o $2O2 reage com ele mesmo 4rea%+o com um nico reagente/ O nO2 atua como um catali3ador, acelerando a rea%+o mas n+o sendo consumido na mesma/