Transcript
Relatório - Experimento VI – Alumínio
Dupla: Bárbara de Castro Lopes 8534848
Jhonatan Fabricio Machado 7657520
Preparação do hidróxido de alumínio
Foi pesado 10,01g de bauxita triturada e dissolvida com 30mL de uma solução de NaOH 3,5mol/L.
Al2O3(s) + 2NaOH-(aq) + 3H2O 2NaAl(OH)4-(aq)
Essa mistura foi filtrada a vácuo e o sólido proveniente descartado. Ao filtrado se adicionou 45mL de ácido sulfúrico 1mol/L, que deu origem a precipitação do hidróxido.
Na[Al(OH)4]- + H2SO4 2Al(OH)3 + NaSO4 + 2H2O
O sólido foi isolado por filtração a vácuo.
Preparação da Alumina Al2O3
O sólido obtido no item 1 é lavado com água destilada a quente, para a remoção de qualquer sal de sulfato formado. Esse sólido foi filtrado a vácuo novamente e transferido para uma cápsula de porcelana. Depois de uma noite de secagem na estufa o sólido foi pesado, e a massa obtida foi 4,31g. Logo depois foi feita a calcinação a 1100°C para a obtenção da alumina. A mesma foi pesada e a massa obtida foi 3,68 g, onde ocorreu perda de 14,5% de massa.
2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O
10,01g da bauxita – 100%
3,68g –----------------- X X= 36,8% (A massa pesada de alumina corresponde a 36,8% da massa pesada da bauxita)
Sabe se que cerca de 95% da produção mundial de bauxita são utilizados na produção de alumina. Essa é a bauxita denominada bauxita grau metalúrgico, cuja composição típica é: 40-60% de Al2O3, 12-30% de H2O combinada, 1-15% de SiO2 livre e combinada, 1-30% de Fe2O3 e 3-4% de TiO2. Além de 0,05-0,2% de outros elementos e óxidos.
Como a porcentagem encontrada de alumina na bauxita foi de 36,8% pode se dizer que não é coerente com o valor esperado que está entre 40-60%.
De acordo com a estequiometria da reação, temos 2 mol de Al(OH)3 para 1 mol de Al2O3. Sendo assim, a massa esperada é calculado da seguinte forma:
MM Al(OH)3= 78 g/mol x 2 ---------------- MM Al2O3 = 102 g/mol x1
4,31 g --------------------- X
X = 2,82 g
Essa diferença de 0,86 g entre a massa obtida e a massa esperada pode ser explicada pela presença de possíveis materiais orgânicos que restaram juntamente com o Al2O3.
Clarificação de águas por coagulação/floculação
Foi colocado 50ml de água destilada em um béquer mais 20 gotas de sulfato de alumínio e algumas gotas de indicador universal, logo depois se adicionou uma solução saturada de carbonato de sódio sob agitação até que o pH se tornasse neutro (6-7). Precisou-se de uma gota da solução de Na2CO3 para a solução ficar com o pH pretendido.
Em outro béquer foi colocado cerca de 50ml de água turva para tratamento com o sulfato de alumínio e uma gota da solução de carbonato. Foi observado a formação de flocos que se decantavam facilmente. Essa solução foi filtrada e água que se recolhia tinha um aspecto limpo e incolor.
Foi feita a filtração com a água turva sem ter passado pelo tratamento com o sulfato de alumínio e carbonato, percebeu se que a filtração demorou muito mais, e a água recolhida ainda tinha um aspecto sujo.
O sulfato de Aluminio, em meio alcalino, forma aglutinados de Al(OH)3 . Estes, por sua vez, "aprisionam" as impurezas nos poros entre eles formados, formando flocos insolúveis que são facilmente retirados por filtração. Assim esse procedimento se faz primordial no processo de tratamento de água.
Conclusão
É de extrema importância conhecer o funcionamento de um dos processos mais utilizados na indústria metalúrgica, que é a extração do alumínio pela bauxita, por causa da grande demanda desse metal devido a suas inúmeras aplicações em diversos setores da indústria (transportes, construção civil, componentes eletrônicos e transmissão de energia, petroquímica, embalagens e muitas outras).
Além das utilizações mais conhecidas (citadas acima), aprendemos sobre o uso do aluminio na forma de sulfato para o tratamento de água, cujo o processo é de extrema importância para a sociedade mundial.
Em relação aos procedimentos realizados no laboratório no processo da preparação da alumina, pode se dizer que alguns erros podem ter interferido o resultado final da massa, como a perda de hidróxido de alumínio na hora do aquecimento, no qual, no nosso caso houve derramamento para fora do béquer e a perda do sólido pela filtração na hora da transferência para a cápsula de porcelana, onde restou sólido nas paredes do funil.
Bibliografia
LEE, J D. Química Inorgânica não tão concisa. 5. ed. São Paulo: Edgard Blücher Ltda, 1999.
VOGEL, Arthur I. Química Analítica Qualitativa. São Paulo: Mestre Jou, 1981.
http://www.dnpm.gov.br/assets/galeriadocumento/balancomineral2001/aluminio.pdf. Acesso em 25 de maio de 2014, as 16h50min.
http://www.scielo.br/pdf/qn/v25n3/9345.pdf. Acesso em 25 de maios de 2014, as 17h00min.
