INTRODUÇÃO
Nesta actividade experimental, iremos
realizar árvores de cristais de NaCl. Os cristais estão diretamente ligados à
Quimica, pois é esta área que estuda a purificação de substâncias e a análise
estrutural mas rapidamente se estendeu a outras áreas como a Arte pelas suas componentes
de escultura. Pretendemos compreender o processo de formação de cristais.
FUNDAMENTAÇÃO
TEÓRICA
As árvores de cristais são miniaturas
de árvores artificiais onde se formam por processos de precipitação química,
estruturas microcristalinas sobre um suporte absorvente colocado em contacto
com uma solução contendo cloreto de sódio (NaCl) , hidróxido de amónio (NH4OH),
um branqueador de roupa e água(H2O).
A formação dos cristais dão-se por
duas etapas: o seu aparecimento , onde o suporte absorve a solução por ação
capilar e à medida que a água vai evaporando, vão se formando pequenos
cristais nas terminações da árvore, e o
seu crescimento, pelo qual é responsável o NH4OH, aumentendo assim o
tamanho dos cristais até um tamanho considerável.
O
branqueador de roupa, usado para branquear tecidos amarelados ou acinzentados,
é composto por uma solução coloidal de Azul de Prússia que se forma apartir da
seguinte reação química:
K 4 Fe (CN) 6 + Sal de Fe (III) + H 2 O → Fe 4 [Fe (CN) 6 ] 3 ⋅ 14H 2 O
*reação ideal quando a reação
ocorre muito lentamente
Neste caso concreto onde os produtos
formam-se rapidamente, o azul de Prússia apresenta a fórmula K[FeIIFeIII(CN)6]⋅H2O, onde Fe apresenta diferente estados de oxidação (+3 e +2 ) daí a sua cor azul intensa.
Durante a evaporação do solvente e a
cristalização ocorre a redução do Azul de Prússia e preenchimento de iões Na+
pela falta de iões K+ para KNaFeIIFeIII(CN)6
, estando os iões de Fe no mesmo estado de oxidação daí a sua coloração branca
dos cristais.Ou seja a função do branqueador de roupa é branquear os cristais.
Então, no processo de criação de
árvores de cristais formam-se cristais KNaFeIIFeIII(CN)6
de cor branca e de tamanho significativo.
MATERIAL E
REAGENTES
PROCEDIMENTO
EXPERIMENTAL
Síntese da solução coloidal
de Azul de Prússia
Síntese da solução final
Nota: Usar como suporte das figuras de cartolina esponjas absorventes para as
árvores não cairem; Devem-se multiplicar as quantidades do protocolo consoante
o nº de árvores a realizar.
Figura 2-
Esquema de montagem da atividade.
REGISTO DE
DADOS/ OBSERVAÇÕES
1ºTentativa (sem uso de qualquer base para
segurar a figura):
A figura caiu na solução, não se
dando o processo de síntese de cristais.
2ºTentativa (usando plasticina como base):
A plasticina ficou viscosa, não
fornecendo qualquer suporte, e voltou a cair na solução.
3ºTentativa (usando esponjas absorventes como
base):
Nos primeiros dez minutos: Verificou-se o processo de capilaridade
da solução na cartolina onde a solução tem tendência a subir pelo suporte:
Figura 3-
Observação da subida da solução.
No dia a seguir: Verificou-se a formação de cristais
brancos de tamanho médio com uma textura fofa:
Figura 4-
Surgimento de cristais.
Após seis dias: Verficou-se um crescimento dos
cristais apresentando um tom rosado os mais juntos das terminações e
aparecimento de pequenos cristais nas esponjas:
Figura 5- A-Crescimento de cirstais; B-Aparecimento de cristais nas
esponjas.
DISCUSSÃO DE
RESULTADOS
Cálculos da preparação da solução de c=0,1mol/L de K4Fe(CN)6.3H2O
e de FeCl3.6H2O (na proporção de 1:1):
Dados:
M = (K4Fe(CN)6.3H2O) = 422,39g/mol
M = (FeCl3.6H2O) = 270,00g/mol
m = n × M
<=> m = 0,1 × 422,39
<=> m = 42,239g
42,239g --------------------- 1L x = 3,80 g de K4Fe(CN)6.3H2O
x g ---------------------- 0,09L
m = n × M
<=> m = 0,1 × 270,00
<=> m = 27.000g
27,000g --------------------- 1L x = 3,80g de FeCl3.6H2O
x g ----------------------- 0,09L
Nesta atividade experimental,
obtivemos resultados bastante satisfatórios, conseguimos obter uma árvore de
cristais a terceira tentativa usando esponjas; observamos os processos de ação
capilar ao se realizar a absorção da solução quer pela esponja quer pela
cartolina; obtivemos cristais de tamanho moderado; assistimos ao poder de crescimento
de NH4OH e ainda entendemos o processo de redução do Fe pelo qual da
solução azul resultam cristais branco (sem o corante). O único aspecto
desagradável foi o facto de os cristais não ficarem todos da cor do corante,
mas a nível geral ficamos agradados com os resultados.
CONCLUSÃO
Nesta atividade, conseguimos uma
árvore de cristais. E ainda compreendemos o processo de toda a sua formação.
Concluimos que apartir de uma solução contendo NaCl, NH4OH, um
branqueador de roupa e H2O, com as suas diferentes funções, no seu
conjunto podemos transformar quer seja cartolina quer seja esponja numa obra de
arte. Entendemos ainda que à medida que tentativa após tentativa, nos aproximamos
cada vez mais do produto desejado.
WEBGRAFIA
http://chemistry.about.com/od/crystalrecipes/a/crystaltree.htm
http://ciencia-em-si.webnode.pt/products/arvore-de-natal-magica/
http://www.chymist.com/Magic%20tree.pdf
http://www.instructables.com/id/Grow-your-own-Magic-Crystal-Tree-or-any-other-sha/?ALLSTEPS
http://www.elmhurst.edu/~ksagarin/color/lab4-S06.pdf
Eu gostaria de saber onde a química tá presente.
ResponderEliminarEu gostaria de saber onde a química tá presente.
ResponderEliminarPor favor, onde comprar?
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