Experimento: o espelho de prata

O experimento que propomos hoje resulta na deposição de uma substância prata e sólida na superfície de um recipiente. Essa substância é o que chamamos de espelho de prata. Veja o passo a passo e a explicação química para o processo:

Materiais necessários para o experimento

• 6 g de nitrato de amônio (NH₄NO₃) – pode ser adquirido em lojas especializadas em reagentes químicos;

• 4 g de Nitrato de prata (AgNO₃) – pode ser adquirido em lojas especializadas em reagentes químicos;

• 300 mL de água destilada;

• 5mL de ácido nítrico (HNO₃);

• Dextrose (Glicose) – pode ser adquirida em lojas de suplementos para atletas.

• 2 seringas de 3 mL;

• 3 béqueres de 100mL;

• Luvas;

• Jaleco;

• Máscara de proteção;

• Óculos de proteção;

Pessoa portando luva, jaleco, máscara e óculos de proteção

• Balão de vidro, tubo de ensaio grande ou o bulbo de uma lâmpada;

• Pinça de madeira;

• Lamparina.

Lamparina utilizada para aquecimento no experimento

Procedimentos

• Preparo da solução de nitrato de prata

Em um béquer de 50mL, adicione 50 mL de água destilada e 4 g de nitrato de prata (AgNO₃). A solução formada é incolor.

OBS.: Durante esse procedimento, é interessante utilizar luvas e jaleco, pois, quando o nitrato de prata entra em contato com a pele, provoca manchas.

• Preparo da solução de amônia

Em um béquer de 100 mL, adicione 6,0 g de nitrato de amônio [NH₄NO₃] e, em seguida, adicione 50 mL de água destilada para dissolvê-lo.

OBS.: Nesse procedimento, é interessante utilizar máscara e óculos porque a solução preparada é volátil e pode provocar irritação nos olhos e nas vias respiratórias.

• Mistura das soluções

Em um béquer de 100 mL, adicione toda a solução de nitrato de prata preparada no 1º procedimento. Em seguida, adicione 3 mL da solução de amônia preparada no 2º procedimento utilizando uma seringa de 3 mL. Mexa bem e observe que será formado um sólido marrom no fundo do recipiente.

Mistura sendo feita para preparar o reagente de Tollens

É obrigatório que a mistura das soluções seja incolor. Para eliminar o sólido marrom formado, devemos continuar adicionando, de 3 mL em 3 mL, a solução de amônia até que a solução de prata descolora. Essa mistura recebe o nome de reagente de Tollens.

• Preparo da solução de dextrose

Em um béquer de 100 mL, adicione 50 mL de água destilada e, em seguida, 20 g de dextrose. Mexa bem. A solução formada será incolor.

• Limpeza do recipiente de vidro

Nessa etapa devemos realizar a limpeza do recipiente de vidro utilizando a solução de ácido nítrico. A limpeza com o ácido é capaz de eliminar toda impureza que estiver presente no recipiente.

Procedimento de lavagem do tubo de ensaio com ácido

Logo em seguida, lave novamente o recipiente com água destilada para retirar todo resquício do ácido utilizado.

OBS.: Como o ácido nítrico é forte (corrosivo) e volátil (evapora muito fácil em temperatura ambiente), devemos utilizar luvas, jaleco e óculos de proteção, além de estar em um local bem arejado.

• Formação do espelho de prata

Adicione todo o reagente de Tollens preparado no 3º procedimento no interior do balão ou do bulbo da lâmpada. Em seguida, adicione 3 mL da solução de dextrose preparada no 4º procedimento.

Segure o tubo de ensaio com a pinça de madeira e coloque no fogo da lamparina, agitando até que o espelho de prata seja formado.

Aquecimento do tubo de ensaio para a formação do espelho de prata

Explicação do experimento

Foram preparadas três soluções:

• Solução de nitrato de prata (1º procedimento);

• Solução de amônia (2º procedimento);

• Solução de dextrose (4º procedimento).

No 3º procedimento, houve a formação do reagente de Tollens, fundamental para o resultado do experimento. Quando o nitrato de prata reage com a amônia, forma-se óxido de prata (Ag₂O), que é o sólido marrom descrito no 3º procedimento.

AgNO_3(aq) + NH₄NO_3(aq) → Ag₂O(s) + H₂O_(l) + NH_3(aq)

Como o meio está básico em virtude da presença de amônia, o óxido de prata interage com a amônia e forma um cátion complexo chamado de diaminprata (Ag(NH₃)₂⁺), que é o reagente de Tollens (descrito pela primeira vez pelo químico alemão Justos von Liebig), o qual é solúvel na água e, por isso, a solução volta a ser incolor como descrito no 3º procedimento.

Ag₂O_(s) + 4NH_3(aq) + H₂O_(l) → 2Ag(NH₃)₂⁺_(aq) + 2OH^-_(aq) (Reagente de Tollens)

Por fim, quando adicionamos a dextrose, que apresenta o grupo aldeído na sua estrutura, o reagente de Tollens oxida o grupo aldeído a um ácido carboxílico e, ao mesmo tempo, ocorre a redução da prata presente no reagente de Tollens, formando prata sólida (metálica).

RCHO + 2[Ag(NH₃)₂]⁺ + 3OH^-_(aq) → 2 Ag_(s) + RCOO^-_(aq) + 4NH₃ + 2 H₂O

A prata metálica formada a partir da redução do cátion prata presente no diaminprata deposita-se na parede do vidro utilizado no experimento, formando o espelho de prata.

OBS.: Essa reação ocorre apenas na presença de aldeídos, e não em cetonas, pois os aldeídos apresentam hidrogênio ligado ao carbono da carbonila, o que facilita a oxidação.

a) Aspectos químicos

Esse experimento ilustra vários aspectos importantes da Química, a saber:

• Oxidação: é a perda de elétrons por uma espécie química (pode ser um átomo isolado ou um grupo), formando um cátion. Podemos representar uma oxidação por meio da seguinte equação:

X → e + X⁺

• Redução: é o ganho de elétrons por uma espécie química, que pode ser um átomo isolado (deficiente em elétrons) ou um grupo (também deficiente em elétrons), formando um átomo ou substância neutra. Podemos representar uma redução por meio da seguinte equação:

X⁺ + e → X

• Aldeídos: são substâncias orgânicas que apresentam uma carbonila (C=O) na extremidade da cadeia e um átomo de hidrogênio ligado a ela.

Estrutura geral de um aldeído

• Cetonas: são substâncias orgânicas que apresentam em sua estrutura uma carbonila (C=O) localizada entre dois carbonos de uma cadeia carbônica.

Estrutura geral de uma cetona

Por Me. Diogo Lopes Dias


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