Sulfato de zinco obtido através de pilhas

Apresentamos o preparo do sulfato de zinco sob a análise de sua reação química e a interpretação da sua estequiometria. O vídeo também apresenta um modo simples e seguro para o reaproveitamento do zinco metálico de pilhas comuns (pilha zinco-carbono), além de apresentar informações sobre o descarte adequado desses materiais.
Para mais informações teóricas, acesse: / @quimicaanalitica3885 - Esse é o canal de Fundamentos de Química Analítica do Prof. Thiago dos Santos Almeida.
Materiais utilizados:
6 pilhas AAA "palito" de zinco-manganês, marca rayovac; 1 pilha AA;
70 mL de solução de bateria, densidade 1,25 g/cm3;
2 béqueres de 250 ml de vidro boro 3.3 (forma baixa);
1 Suporte universal com base de ferro e haste de 100 mm de alumínio;
1 funil de vidro com junta esmerilhada tipo 24/40;
1 garra pinça para bureta com mufa com abertura de 35 mm;
2 filtro de papel para café tamanho 103;
1 esponja de aço inox (pode ser esponja de aço);
1 Vidro de relógio;
220 mL de álcool etílico 96°GL;
60 ml de água purificada;
1 bastão de vidro;
1 geladeira;
Procedimento experimental:
1. Foram adicionados 70 mL de solução de ácido sulfúrico em um béquer de 250 mL o qual recebeu 60 mL de água purificada (preferencialmente destilada ou purificada por osmose reversa, mas em ultima hipótese pode ser água filtrada de torneira);
2. Em seguida colocou-se 16,2 gramas de zinco metálico obtido de 6 pilhas AAA (pilha palito) [ O zinco metálico não foi previamente limpo de resíduos de carvão ou cola];
3. O conjunto pode ser opcionalmente tampado com um vidro de relógio (não mostrado no vídeo) e deve ser mantido por 7 dias (pode ser até mais dias) até a completa solubilização do zinco metálico, restando apenas traços de impurezas.
4. O material foi então filtrado para remoção de impurezas e adicionou-se 150 mL de etanol 96°GL para precipitação dos cristais;
5. O material foi mantido em geladeira (ou congelador, pois uma mistura água-etanol não congelará) ,sob eventual agitação, durante 6 horas [Se essa parte for ignorada os rendimentos obtidos serão menores- próximos a apenas 70 - 75%];
6. Os cristais foram lavados com 80 mL de etanol 96°GL (duas doses de 40 mL cada), e mantidos no papel de filtro por 24 horas até a completa secagem.
O material obtido foi um sólido branco e cristalino. O procedimento permite a obtenção de cerca de 64,2 g, que resulta em um rendimento de 90,1 %.
**OBS: Muitas vezes os cristais se precipitam de uma vez no béquer após as 6h em geladeira. Mas por garantia, após fazer a filtração final, convém adicionar cerca de 50 mL de etanol 96°GL ao béquer que contem a água mãe, e mantê-la um tempo em geladeira verificando se não houve uma sucessiva precipitação de cristais - nesse caso irá se precipitar como se fosse um "gel". Se isso ocorre basta filtrar, lavar com mais etanol e secar.**
Pilhas alcalinas ou de outro tipo não irão funcionar para a realização desse tipo de experimento.
Informação: A massa de zinco presente em pilhas novas é:
2,7 g em pilhas AAA (pilha-palito) do tipo Zinco-Carbono;
3,7 g em pilhas AA (pilha-pequena) do tipo Zinco-Carbono;
12,3 g em pilhas D2 (pilha-grande) do tipo Zinco-Carbono;
Notamos que pilhas AAA "sem carga", isto é, com carga residual mas que não ficaram muito velhas, possuem cerca de 1,3 gramas de zinco metálico, em bom estado para reaproveitamento.
Músicas:
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Referências Bibliográficas:
CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th Edition, Volume 85. Front Cover. David R. Lide. CRC Press, Jun 29, 2004. (Para a tabela de equivalência entre a densidade e a concentração de soluções de água-ácido sulfúrico);
ARMAREGO, W. L. F.; CHAI, C. Purification of laboratory chemicals. 5a.ed. Burlington, USA: Elsevier: Butterworth-Heinemann. 2003. (Menciona que a purificação do sulfato de zinco é realizada em solução aquosa de etanol).
SEIDELL, A. Solubilities of Organic and Inorganic Compounds, D. Van. Nostrand: New York, 1941. (Apresenta a solubilidade do sulfato de zinco em água, etanol, e misturas água-etanol).
SILVA, R. G.; SILVA, C. N.; AFONSO, J. C.; Recovery of manganese and zinc from spent Zn-C and alkaline batteries in acidic medium. Quim. Nova, Vol. 33, No. 9, 1957-1961, 2010. (Apresenta uma marcha analítica completa para a separação e recuperação de metais pesados presentes em pilhas comuns "zinco-carbono" e alcalinas).