Um aluno de química estava recristalizando um composto. Conforme a solução quente esfriava até a temperatura ambiente, nenhum cristal apareceu. O frasco foi então colocado em um banho de água gelada. De repente, uma grande quantidade de material sólido apareceu no frasco. O aluno isolou um bom rendimento de produto, no entanto, o produto estava contaminado com impurezas. Explique.
Passo 1
Então, vamos lá! O exercício fala sobre recristalização, que é uma técnica usada na química para purificar substâncias sólidas. Nosso amigo químico tentou recristalizar um composto. Primeiro, ele esfriou a solução até a temperatura ambiente, mas não apareceu nenhum cristal. Então, ele colocou o frasco em um banho de água gelada, e aí sim muitos cristais apareceram. Apesar de ter conseguido uma boa quantidade de produto, ele percebeu que estava contaminado com impurezas. Vamos descobrir por quê!
Passo 2
Primeiro, é importante entender o que é recristalização. É um método usado para purificar sólidos, onde o composto a ser purificado é dissolvido em um solvente quente e depois resfriado para que o sólido puro se cristalize, deixando as impurezas na solução.
Passo 3
A solubilidade do composto geralmente aumenta com a temperatura. Isso significa que, quanto mais quente a solução, mais sólido pode se dissolver. À medida que a solução esfria, a solubilidade diminui e o sólido começa a cristalizar.
Passo 4
No caso do nosso aluno, quando a solução esfriou até a temperatura ambiente e nenhum cristal apareceu, isso indica que a solu��ão ainda estava capaz de manter o composto dissolvido nessa temperatura. Talvez a solução não estivesse suficientemente saturada.
Passo 5
Ao colocar o frasco em um banho de água gelada, ele forçou o resfriamento da solução rapidamente. Esse resfriamento rápido fez com que a solubilidade do composto diminuísse rapidamente, causando uma rápida formação de cristais.
Passo 6
Aqui está o problema: resfriar muito rapidamente pode não dar tempo para que apenas o composto puro cristalize. As impurezas, que estão na solução, podem ser arrastadas junto com os cristais ou até mesmo incorporadas na estrutura dos cristais, resultando em um produto contaminado.
Passo 7
Idealmente, o resfriamento deve ser controlado para permitir que os cristais se formem de maneira ordenada, excluindo as impurezas. Um resfriamento muito rápido pode trapacear esse processo, levando à formação de cristais impuros.
Resposta
O produto ficou contaminado com impurezas porque o resfriamento rápido da solução, ao colocá-la em um banho de água gelada, fez com que as impurezas fossem incorporadas nos cristais formados. O resfriamento rápido não permitiu a formação de cristais puros, resultando em um produto final com impurezas.
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Você tem uma solução sólida constituída por dois sólidos (A e B) e necessita recuperá-los. A tabela abaixo demonstra as diferenças nas propriedades físicoquímicas desses sólidos. (a) Descreva detalhadamente um método simples para realizar a separação dos constituintes, descrevendo o aparato experimental; (b) quais cuidados são necessários para se obter um alto rendimento de recuperação?
Sólido A | Sólido B | |
---|---|---|
Densidade a
|
2,16 | 2,65 |
Solubilidade em água
|
36,0 | 0,90 |
Solubilidade em etanol
|
0,04 | 0,70 |
Solubilidade em hexano
|
0,007 | 0,003 |
Ponto de fusão
|
801 | 1710 |
Ponto de ebulição
|
1465 | 2230 |
Diâmetro médio das partículas sólidas
|
700 | 800 |
Você possui em seu laboratório quatro compostos sólido impuros, chamados de A, B, C e D. Tais compostos são igualmente solúveis nos três solventes listados. Em cada caso, qual solvente você escolheria para recristalizar uma amostra levemente impura de cada composto? Explique.
Composto A: benzeno, acetona ou clorofórmio
Composto B: tetracloreto de carbono, cloreto de metileno, acetato de etila
Composto C: metanol, etanol ou água
Composto D: etanol, acetona ou éter dietílico
Composto A: benzeno, acetona ou clorofórmio
Composto B: tetracloreto de carbono, cloreto de metileno, acetato de etila
Composto C: metanol, etanol ou água
Composto D: etanol, acetona ou éter dietílico
Com que precisão as medidas de massa e de volume deveriam ser feitas para se poder decidir se a amostra é de PEAD ou PEBD?