A Obtenção e Propriedades do peróxido de hidrogênio

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Inorganica I

Prática 2: Obtenção e propriedades do peróxido de hidrogênio

2017

IFRJ CDUC

• INTRODUÇAO

  O peróxido de hidrogênio (H₂O₂), mais popularmente conhecido na sua forma aquosa como água oxigenada é um líquido claro e difícil de se distinguir a partir da coloração com a água.

   Pode ser considerado um produto muito versátil por atuar de diversas formas na indústria, por exemplo: em baixas concentrações atua em grau farmacêutico na fabricação de antissépticos para curar feridas em humanos, produtos cosméticos, produtos de limpeza como o detergente e na sua alta concentração é utilizado como componente de combustíveis de foguetes. O peróxido de hidrogênio é instável e por isso se decompõe facilmente em água e oxigênio. A luz é um dos fatores que contribuem para sua decomposição por isso deve estar sempre em frascos escuros para que o mesmo não seja perdido, além disso se decompõe também na presença de catalase que funciona como um catalisador na reação, ou seja, acelera a decomposição em água e oxigênio. A batata e o sangue são exemplos que possuem essa enzima. Ao colocar um pedaço de batata, por exemplo ocorre a formação de espuma o que significa justamente o aceleramento dessa decomposição, assim como ao colocar agua oxigenada em um machucado que ao ocorrer essa rápida decomposição gera oxigênio, capaz de matar as bactérias anaeróbicas (ausência de oxigênio no metabolismo).

   A substância peróxido de hidrogênio é um poderoso agente oxidante, ou seja, na reação ganha elétrons diminuindo assim seu nox e provoca a oxidação do agente redutor, e pode ser também um agente redutor na presença de agentes oxidantes mais fortes que o mesmo como o permanganato e o cloro, que na reação o H₂O₂ perde elétrons e desta forma ocorre o aumento do seu nox e provoca a redução do agente oxidante. Exemplos já com nox atribuídos:

 Como agente oxidante:

+3 -1 +1 -2 +1 +1 -1 +1 +6 -2 +1 -1 +1 -2

   ∙ CrCl₃ + NaOH + H₂O₂ → Na₂CrO₄ + NaCl + H₂O, dessa forma é possível perceber que o peroxido de oxigênio reduziu pois o nox do oxigênio da substância passou de -1 para -2,portanto diminui o nox e ganhou elétrons sendo assim o agente oxidante. O cromo foi o agente redutor pois seu nox aumentou de +3 para +6.

 Como agente redutor: 

+1 -1 +7 -2 +1 0 +2 +1 -2

  ∙ H₂O₂+ MnO₄-+ H+ → O₂ + Mn²+ + H₂O Observa-se que o peroxido de oxigênio oxidou, pois o oxigênio da substancia passou de nox -1 para 0 ,desta forma é o agente redutor e provoca a redução do agente oxidante que é o permanganato onde o nox do manganês passou de +7 para +2.

• MATERIAIS E REAGENTES

• OBJETIVO

  Produzir peróxido de hidrogênio e observar seu comportamento fazendo teste de identificação, decomposição pela luz, química e pela catalase. Descobrir suas propriedades oxidantes e redutoras.

• PROCEDIMENTOS

• 1. Obtenção

• Em uma cuba, preparou-se um banho refrigerante com água e gelo
• Em seguida, transferiu-se para um béquer de 50 mL, cerca de 20 mL de água deionizada. Introduziu-se o béquer na cuba e esperou-se resfriar.
• Adicionou-se lentamente 2,5 mL de uma solução aquosa de ácido sulfúrico 2,0 mol/L no béquer contendo água gelada e mediu-se o pH no final da adição.
• Acrescentou-se, agitando-se continuamente com um bastão de vidro e muito cuidado, cerca de 5g de peróxido de sódio
• Verificou-se o pH do meio, como não resultava o que queria-se ( pH = 6) repetiu-se todo esse processo seis vezes, resolveu-se usar então a ultima amostra de pH 10.

• 2. Teste de Identificação

• Reservou-se dois tubos longos de ensaio. Em cada um deles acrescentou-se 1 mL de solução de dicromato de potássio o,1 mol/L e 0,5 mL de ácido sulfúrico 2 mol/L. Depois adicionou-se 1 mL de éter etílico, em ambos.
• Em um dos tubos de ensaio adicionou-se 1 mL da solução de peróxido de hidrogênio que obteve-se no 1, concomitantemente, acrescentou-se de cinco a dez gotas do peróxido de hidrogênio comercial.
• Agitou-se levemente os tubos.

• 3. Instabilidade

• 3.1 Decomposição pela Luz

• Colocou-se 1 mL de peróxido de hidrogênio em dois tubos de ensaio separadamente. Guardou-se um dentro do armário para ficar longe do contato com a luz, e outro exposto ao sol.
• No final da prática adicionou-se 1 mL da solução de hidróxido de sódio ao tubo exposto ao sol e ao tubo que ficou reservado no escuro. Agitou-se ambos os tubos e comparou-se os resultados visualizados.

• 3.2 Decomposição Química

• Colocou-se 1 mL de água oxigenada em dois tubos de ensaio
• Em um deles adicionou-se 1 mL de ácido clorídrico 0,1 mol/L
• No outro, adicionou-se 1 mL da solução diluída de hidróxido de sódio 1 mol/L
• Agitou ambos os tubos
• De acordo com o roteiro, seria para introduzir barbante em brasa nos dois tubos. Porém como não obtinha barbante no laboratório, essa parte não pode ser realizada.

• 3.3 Decomposição pela Catalase

• Colocou-se 1 mL de água oxigenada em um tubo de ensaio
• Adicionou-se um pequeno pedaço de batata crua dentro do tubo, ate afundar no líquido.

• 4. Propriedades

• 4.1 Ação Oxidante

• (a) Adicionou-se cerca de 2 mL da solução de peróxido de hidrogênio em um tubo de ensaio e, em seguida, 1 mL de iodeto de potássio. Em seguida introduziu-se um pequeno pedaço de papel branco em forma de rolinho dentro do tubo.
• Esperou-se um tempo, tirou-se o papel do tubo e observou-se as mudanças.
• (b) Transferiu-se 1 mL de uma solução de cloreto de cromo (III)  para um tubo de ensaio.
• Em seguida, adicionou-se hidróxido de sódio até a dissolução do precipitado.
• Adicionou-se a solução de peróxido de hidrogênio, gota a gota, e observou-se.

• 4.2 Ação Redutora

• (a) Em um tubo de ensaio contendo 0,5 mL de permanganato de potássio 0,1 mol/L de água e 0,5 mL de ácido sulfúrico 2 mol/L, adicionou-se 2 mL da solução de peróxido de hidrogênio e observou-se.
• (b) Em um tubo contendo 1 mL das soluções de ferricianeto de potássio e cloreto férrico, adicionou-se 2 mL da solução de peróxido de hidrogênio e observou-se.

• RESULTADOS E DISCUSSÃO

• 1.Obtenção

Resultado:

Demorou para se obter uma solução com pH 6, repetiu-se 4 vezes o processo, até que obteve-se uma solução com pH 10, sendo usada assim para os próximos itens da prática.

Discussão:

A dificuldade na obtenção do peróxido de hidrogênio ocorreu devido a instabilidade do óxido de sódio, que logo ficava inadequado para a solução (apresentava um aspecto melado e amarelado quando exposto por muito tempo no ambiente) e a solução mudava o pH de modo muito instável.

• 2.   Teste de identificação

Resultado:

Na mistura com o peróxido de hidrogênio feito pelo grupo observou-se a mesma camada orgânica da mistura com o peróxido de hidrogênio comercial, a diferença esteve na intensidade das cores e na melhor separação da camada de cima com a de cima.

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