Síntese do oxalato de Bário

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Universidade do Estado de Santa Catarina

Centro de Ciências Tecnológicas – CCT

Departamento de Química – DQM

Disciplina: Química Inorgânica Experimental – QIE0001

Professor: Fernando R. Xavier

Relatório do experimento 03

Síntese do oxalato de bário
 

Alunos: Júlia Azevedo

Patrícia Bueno

Joinville, Abril de 2015

RESUMO

  O oxalato é obtido através da neutralização de ácido oxálico, onde seus esteres são obtidos por esterificação. Neste experimento tem-se como sal pouco solúvel o carbonato de bário que por meio de reações químicas é sintetizado em sal com valor de solubilidade mais elevado, o oxalato de bário. Estas reações são de aumento de solubilidade por aquecimento, dissociação de um composto e verificação de pH por meio do indicador vermelho de metila 0,5%. Tendo como resultado a sintetização do oxalato de bário e a verificação do rendimento.

1. INTRODUÇÃO

  Os oxalatos são compostos de formula química C2O42-, são sais ou ésteres do ácido oxálico. Os sais tem em comum o ânion -OOCCOO-, os ésteres a estrutura R-OOCCOOR'. Os oxalatos se formam por neutralização do ácido oxálico (H2C2O4) com a base correspondente ou por intercâmbio do cátion. Deste modo pode se obter o oxalato de potássio a partir do ácido oxálico e do hidróxido de potássio.

HOOCCOOH + 2KOH ↔ KOOCCOOK + 2H2O

  Os ésteres do ácido oxálico podem ser obtidos a partir das reações clássicas de esterificação a partir do ácido ou do cloreto de oxálila. Esterificação é uma reação química reversível na qual um ácido carboxílico reage com um álcool produzindo éster e água. Essa reação, em temperatura ambiente, é lenta, no entanto os reagentes podem ser aquecidos na presença de um ácido mineral para acelerar o processo. Este ácido catalisa tanto a reação direta (esterificação) como a reação inversa (hidrólise do éster). Como o próprio nome indica, uma reação de esterificação é aquela em que se forma um éster. Esse tipo de reação ocorre entre um ácido carboxílico e um álcool, formando também água, além do éster.

  O oxalato encontra-se também em plantas, no qual é sintetizado pela incompleta oxidação de hidratos de carbono como as do grupo botânico Oxalis e em alimentos como a mandioca, espinafre, cenoura e rabanete.

Dentro do corpo, em contato com o ácido carbônico do sangue (H2CO3) e íons metálicos como o cálcio, o oxalato reage formando o oxalato de cálcio, como mostra a reação a baixo:

H2CO3 + Ca2+ + C2O42-       →  CaC2O4 + H2CO3

  Que é encontrado na forma de cristais aciculares, isto é, em forma de agulhas, que em excesso, pode levar a formação de cálculos renais. A imagem a seguir é a estrutura molecular do composto:

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  Pedaços pequenos do composto são eliminados pela urina, entretanto se forem muito grandes, causaram as terríveis cólicas renais. Encontrados frequentemente em urinas ácidas, mas algumas vezes pode ser encontrado também nas urinas neutras, raramente nas alcalinas.

  A formação do oxalato de bário segue o mesmo principio, pois o bário encontra-se no mesmo grupo do cálcio, grupo 2  e possui carga 2+.

De maneira semelhante ao que ocorre no sangue, o oxalato de bário pode ser sintetizado, por exemplo, o carbonato de bário (BaCO3) com o ácido clorídrico, como mostra a reação a seguir.

BaCO3(s) + 2HCl(aq)  → BaCl2(aq)  + CO2(g) + H2O(l)

  Ele também pode ser preparado, utilizando uma solução de ácido oxálico (ácido orgânico recebendo também o nome de ácido etanodióico) através da reação de neutralização, e uma solução de cloreto de bário, com a reação da seguinte forma:

CaCl2 + H2C2O4 → BaC2O4 + 2HCl

  O oxalato de bário, cujo ânion é dibásico e o respectivo cátion é um ácido fraco apresenta a seguinte solubilidade:

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  Essa tabela demonstra as constantes de dissociação do oxalato e com ela é possível determinar quais serão os compostos formados após as reações químicas.

  Portanto, o oxalato é um sal insolúvel em água, apresenta a cor branca e é inodoro.  Embora estável em grande parte, pode ser reativo com ácidos fortes.     Pode causar irritações na pele, sendo considerado tóxico quando ingerida, causando náuseas, vômitos, insuficiência renal e lesões no trato gastrointestinal.

  Quando aquecido, converte-se em óxido. Muito empregado como um corante em fogos de artificio, assumindo a cor verde. Ele é diferente da maioria dos corantes pirotécnicos em que é um agente de redução, e não um agente oxidante.

2. OBJETIVOS

  Sintetizar o oxalato de bário partindo de um sal pouco solúvel (carbonato de bário) através de reações químicas consecutivas.

3. MATERIAIS E MÉTODOS

3.1 REAGENTES:

• Carbonato de bário
• HCl 6,0 mol L-1
• Vermelho de metila 0,5 %
• NH4OH 6,0 mol L-1
• (NH4)2C2O4(aq) saturado
• Uréia
• AgNO3(aq) 0,1 mol L-1

3.2 MATERIAIS UTILIZADOS

• 01 béquer de 25 mL
• Pipetas de 5 ou 10 mL
• Placa de aquecimento c/ agitação
• Barra magnética
• Espátulas
• Funil de Büchner
• Rolha furada (p/ funil)
• Papel filtro
• Trompa de vácuo
• Placa de Petri

3.3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

  Em um béquer de 25 mL pesou-se 100 mg de carbonato bário e adicione 2 mL de água. Coloca-se a mistura sob agitação magnética e aquecimento moderado. Adicionou-se gota a gota uma solução 6.0 mol L-1 de ácido clorídrico até que todo o sólido tenha sido dissolvido.

  Diluiu-se a solução para o volume final de 10 mL e acrescentou-se duas gotas de uma solução 0,5% de vermelho de metila. A solução estava ácida e, portanto uma cor vermelha foi observada.

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