Autoria: Alberto Federman Neto, AFNTECH.
Revisto e Ampliado em: 21 de Julho de 2023.
Nesta Nota Técnica, uma dica de como você pode reaproveitar seus compostos e sais inorgânicos que “ficaram líquidos”.
1. INTRODUÇÃO, IMAGEM E HISTÓRIA:
A imagem que ilustra este artigo é uma antiga embalagem (veja também Power House Collection) de “Sais de Kruschen“, um antecessor do “Sal de Fruta ENO” e do “Sal de Andrews”.
Uma mistura de cloretos e sulfatos de sódio, potássio e magnésio, empregada como medicamento purgativo, desintoxicante e alcalinizante, para cãibras, artrite, gota e azia, desde os primeiros anos do século XX, até praticamente os anos 50.
Ao seu uso, se atribuíam até propriedades de rejuvenescimento e emagrecimento. mas já na década de 30, seu fabricante (e outros) já afirmavam que ele não tinha eficiência nesses usos. GRIFFITS HUGUES, E. Trade Mark Reporter, 243 (1933). Can. Med. Assoc. J. 30, 310 (1934).
Ele era preparado, industrializado e distribuído na Inglaterra, EUA e Austrália, pela empresa
2A. PROCEDIMENTO GERAL PARA RECUPERAR SAIS HIGROSCÓPICOS:
Nos laboratórios químicos pequenos ou amadores, é importante não desperdiçar e nem jogar fora reagentes caros ou relativamente caros.
Em meus muitos anos de prática e exercício profissional da Química, aprendi e utilizo diversos procedimentos laboratoriais, que creio, podem ser úteis ao Químico Amador ou Iniciante, bem como podem servir como prática de Química no Ensino Fundamental ou Médio.
Suponhamos que você vai utilizar seu reagente sólido e ele “está líquido” no frasco. Ocorre muito com por exemplos, os cloretos de zinco, cálcio, estrôncio e bário, iodetos e brometos etc…
Em muitos casos, ele não está “estragado”, Você pode reutilizar!
Muitos sais inorgânicos são difíceis de conservar, porque são higroscópicos. Mesmo bem vedados no frasco original, podem absorver umidade e se liquefazerem. Eis como podem ser recuperados e reutilizados.
Transfira o líquido, sal dissolvido ou liquefeito, para uma cápsula de porcelana limpa. E aqueça sobre uma tela de amianto, na chama de um bico de Bunsen, ou no fogão, ou numa placa elétrica.
Vá evaporando a água (que dissolve o sal), até ficar bem cristalizado, ou quase seco. Veja DURAN CANO, B. Et Al. (2010). Blink Learning, Química En Casa (2016), ROBSON, E. “Universo da Química.” (2013). KATHIA, M.F. (2011).
Obviamente, você pode isolar, mesmo sais não higroscópicos, se estiverem em solução aquosa, por esse método.
Assim, exemplos, para os sulfatos de cobre, cobalto e níquel.
Esses sulfatos podem ser comprados em grau de pureza técnico ou industrial, a bom preço, e purificados por recristalização.
2B. SAIS QUE PODEM SER RECUPERADOS PELO PROCEDIMENTO GERAL:
Muitos sais higroscópicos podem ser recuperados e reutilizados por esse método geral, 2A.
Exemplos: Cloretos de magnésio, cálcio, zinco, níquel, cobalto, cobre (II), lítio, césio, rubídio, cloreto de ferro (II), cloreto de cromo (III), sulfatos de sódio e potássio, iodetos inorgânicos, nitratos, ferrocianeto e ferricianeto de potássio (não muito higroscópicos) e muitos outros sais, até caros, como o sulfato duplo de cério e amônio….
No caso do cloretos de níquel (verde) e cobalto (rosa escuro), se prolongar o aquecimento obterá os sais anidros. Amarelado para o níquel e azul, para o cobalto.
Em um exemplo prático, fiz várias vezes o procedimento abaixo:
Em contraste com o iodeto de potássio, o iodeto de sódio é mais reativo, MATHAI, IM.; MILLER, S.I. J. Org. Chem. 35, 3416 (1970), mas é muito deliquescente! Link 4, Frequentemente acho “tudo líquido” no frasco.
Eu tenho bastante, estocado de duas marcas, VETEC e Synth,
Pois o uso em substituições nucleofílicas aromáticas (especialidade do meu Orientador, Joseph Miller) do tipo Finkelstein. FINKELSTEIN, H. Ber. Dtsch. Chem. Gessel. 43, 1528 (1910). EPPLER, G.M. Et Al. Synthesis, 46, 1085 (2014).
Originalmente do Químico Alemão Hans Finkelstein. MLLLER, J. “Aromatic Nucleophilic Substitution.” Editora Elsevier, Barking, Essex, Inglaterra (1968).
O que faço? Separo uma certa quantidade, suficiente para fazer todas as reações, evaporo em cápsula de porcelana, na placa elétrica e quando ele cristaliza, filtro e seco em estufa a 70-80 ºC. Literatura afirma que ele pode ser secado a 105 ºC.
Outro exemplo, cloreto de cálcio é muito higroscópico, absorve umidade. Frequentemente encontro o cloreto de cálcio anidro, de várias marcas, “totalmente líquido” no frasco.
Eu o recupero por evaporação a quente, e estoco em outro frasco, reutilizando-o como secante, ou para preparar outros sais de cálcio.
Outros sais e compostos que recuperei usando esse processo: dicromato de sódio, ácido tricloroacético, sulfato de cério e amônio, etc… Por várias vezes, usei o procedimento para recuperar cloreto de lítio.
2C, PROCEDIMENTO PARA SAIS QUE SE DECOMPÕE POR HIDRÓLISE OU AQUECIMENTO EXCESSIVO:
Lembrar que certos sais absorvem umidade e se hidratam.
É o caso por exemplo, dos cloretos de alumínio e ferro (III).
Usando o procedimento descrito em 2A, você recuperará, não os cloretos de alumínio anidro e ferro (III) anidro, (preto) mas sim os sais de alumínio e ferro (cor alaranjada escura) hidratados, q
Que entretanto mantém as reações dos cátions correspondentes, exceto como ácido de Lewis. Ou seja, não serão mais cloretos anidros e sim, hidratos, mas podem ser reutilizados.
No caso do cloreto de estanho (II), SnCl2, embora ele não seja tão higroscópico, absorve umidade e forma impurezas do cloreto básico menos solúvel, Sn(OH)Cl. Link 5.
Entretanto, basta acidular bastante o conteúdo da cápsula de porcelana com ácido clorídrico, para evitar esse problema. Também o cloreto de antimônio (III) sofre hidrólise se diluído sem ácido clorídrico.
2D, PROCEDIMENTO PARA SAIS SUBLIMÁVEIS:
Também são comuns nos laboratórios, os sulfatos, carbonato e os cloretos de amônio.
Mas são sublimáveis e em temperatura alta, decomponíveis com formação de amônia.
Para esses casos, proceda como em 2A, mas não prolongue a evaporação até a secura, e filtre o composto antes de evaporar completamente.
2E, PROCEDIMENTO PARA SAIS POTENCIALMENTE EXPLOSIVOS:
É o caso, por exemplo, do nitrato de amônio, do clorato de sódio e do perclorato de sódio. Nitratos de cobalto, níquel, ferro (II) e ferro (III).
O nitrato de sódio também, mas esse é menos perigoso. Nitrato de potássio, quando puro, não é higroscópico.
Opere em uma cápsula de porcelana bem limpa, evite pó e sujeira, matéria orgânica, evapore com pouco aquecimento e cuidado, nunca prolongue a evaporação em demasia.
Quando o composto cristalizar, deixe úmido ou até molhado, esfrie a cápsula, gele e isole o composto sólido por filtração, mesmo que ele esteja um pouco úmido.
Isolados dessa maneira, obterá o clorato de sódio, NaClO3, o perclorato hidratado de sódio, NaClO4.H2O ou o nitrato de amônio, NH4NO3.
Nunca leve a evaporação até a secura, Esses sais de decompõe por aquecimento a seco, e podem faze-lo explosivamente. Exemplificado para o nitrato de amônio. MASI, D. (2017).
NH4NO3 + Calor = N2O + 2 H20
Em mais um exemplo prático. Tenho uma embalagem de perclorato de sódio VETEC. Wikipedia. Ele é do sal anidro, comercial. Eventualmente o uso como precipitante, mas também para obter soluções de alta força iônica. AGOSTINHO, S.M.L.; VILLAMIL, R.F.V.; AGOSTINHO NETO, A.; ARANHA, E. Quím. Nova, 27, 813 (2004).
Perclorato de sódio é um pouco higroscópico e não estraga. Contudo, se aglomera no frasco plástico original e “fica duro”, difícil de tirar do frasco. Como vimos, ele é estável, mas é potencialmente explosivo. Convém não atritá-lo com a espátula.
O que fiz para recuperá-lo de um jeito seguro?. No próprio frasco, dissolvi o conteúdo em água desionizada, e evaporei em cápsula de porcelana, aquecendo com placa elétrica. Evaporei como descrito acima, 2E, até cristalizar. Filtrei, sequei ao ar e estoquei em um frasco limpo.
Desse modo, o perclorato de sódio agora é monohidratado, mais fácil de trabalhar e muito menos explosivo na estocagem, pois é hidrato.
NaClO4 anidro + H20 = NaClO4.H2O
Não é necessário, nem se deve prolongar o aquecimento, pois ele desidrata e regenera o sal anidro. DEVLIN, D.J.; HERLY, P.J. React. Solid. 3, 75 (1987).
2F, PROCEDIMENTO PARA ÁLCALIS CÁUSTICOS E FOSFATOS:
Ácido pirofosfórico sólido (H4P2O7, preparado por simples aquecimento do ácido ortofosfórico, H3PO4 , ácido fosfórico comum)… Links: 1, 2, 3.
E certos fosfatos de metais alcalinos, como o pirofosfato de sódio, fosfato trissódico e polifosfatos, e mais ainda, os álcalis cáusticos, como os hidróxidos de sódio ou potássio, atacam vidro e porcelana a quente.
A cápsula de porcelana não servirá, pois será atacada. A anos atrás, tentei um teste (aquecer ácido ortofosfórico) em um tubo de ensaio, mas ele não resistiu, quebrou.
Proceda como em 2A, mas substitua a cápsula de porcelana por um cadinho de níquel , ou de aço inox, ou por uma pequena panela de ferro.
A pequena quantidade do ferro atacada não será problema, porque o fosfato de ferro passiva o metal. BOJINOV, M. Et Al. J. Electroan. Chem., 475, 58 (1999).
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