Ciência Inconvencional em Casa 
Cloreto de Potássio

Cloreto de Potássio



INTRODUÇÃO:

Essa substância é a principal 'fonte' de potássio para diversos experimentos no mundo amador ; em outras palavras, é a substância mais facilmente disponível que contém o cátion K+. Com essa substância e por meio de transformações químicas você pode fazer praticamente varias outras substâncias como o nitrato de potássio , sulfato de potássio , carbonato e bicarbonato de potássio , clorato de potássio, hidróxido de potássio e muitos outras substâncias.

O cloreto de potássio ocorre naturalmente como Silvita que é um tipo de mineral muito comum em evaporitos (que é uma rocha sedimentar que apresenta camadas de minerais salinos que se precipitam geralmente por lenta evaporação (daí o termo evaporito) e vão sendo compactados com o tempo.. A Halita (ou "sal-gema" - NaCl) é um outro exemplo) e é de onde geralmente é extraído o cloreto de potássio. No Brasil um outro mineral é explorado, a Silvinita , que é basicamente uma mistura de Silvita(KCl) com Halita (NaCl) e menores proporções de outras espécies minerais. A exploração desse mineral, como atesta o site do Departamento Nacional de Produção Mineral (DNPM)[2] é realizada principalmente no norte (Amazonas) e nordeste (Sergipe) do país.
Esses sais costumam ser avermelhados ou rosados especialmente devido a presença de Carnalita , que é um sal hidratado e duplo de magnésio e potássio (KCl*MgCl2*6 H2O).

O cloreto de potássio encontrado como fertilizante é quase sempre bem impuro e por isso nem sempre é possível usá-lo diretamente com muito sucesso em sínteses e experimentos. Para tal você deve purificá-lo antes e para isso a maneira mais simples é a recristalização que pode ser realizada facilmente e sem grandes complicações. No meu procedimento, não há uma descrição muito "rigorosa" do processo, visto que eu não sou tão rígido quanto a certos parâmetros , além de não possuir muitos recursos para medir e pesar com grande precisão. Os volumes são todos na base do bom e velho "olhômetro" e as massas foram medidas com o auxílio de uma balança de cozinha "de R$ 1,99" , com capacidade de 500g , marcada de 10 em 10 gramas e com precisão de +/- 20g.

Outra fonte de cloreto de potássio disponível , mas MUITOOOO pior é o "sal light" que é uma mistura de cloreto de sódio e cloreto de potássio (usualmente 50% de cada sal) e que é vendida em alguns supermercados que eu conheço.. Esse sal é muito caro e inviável de se impurificar; lembro de ter visto um saco com meio quilo custando cerca de R$ 8,00! Esse sal portanto não é recomendado como fonte de potássio para experimentos , embora seja ideal apenas na alimentação de quem sofre de hipertensão e outras doenças onde o paciente não pode ingerir muito sódio (como esse sal contém 50% menos NaCl, é considerado "light").

Como nota final dessa introdução deve ser notado que o procedimento aqui descrito não é exatamente uma "síntese" , mas sim um modo de obter um produto de muito melhor qualidade para os fins da química amadora, usando de produtos e recursos caseiros de qualidades que não são lá grandes coisas.

Substância , Nome "Popular", Fórmula e Estado Físico Em Que é Comumente Encontrada Peso Molecular Aproximado Informações Adicionais
Cloreto de Potássio
(KCl(s))
74,6  A melhor fonte para o amador é a encontrada como "adubo" e disponível em diversas lojas de insumos agrícolas ou mesmo em algumas casas de ração..Pelo que vi existem alguns tipos desse adubo , que diferem apenas na granulometria e na 'marca'..Pode vir na forma de pó fino ou de "pedrinhas"; ambas de coloração rosada ou mesmo avermelhada (essa coloração é devida a impurezas na hora da extração na mina (especialmente a Carnalita) ou adicionadas na fase de processamento do adubo e não afetam tanto no final, a não ser pelo fato de entupirem facilmente os poros de praticamente qualquer filtro, retardando a filtração).. Tente escolher a forma em pó que é purificada mais facilmente. É um excelente adubo visto que , logicamente, possui um alto teor de potássio que é essencial (60 a 62% de K2O , sendo que portanto o NPK desse fertilizante seja algo em torno de 00-00-60 , 00-00-62 , etc). Informação de Segurança (Inglês)



Pelo que eu sei, pelo menos aqui onde eu vivo no Brasil, o Cloreto de Potássio não possui um nome "popular" ou "comum"..É simplesmente chamado de cloreto de potássio ( em países de língua inglesa o "potassium chloride" (KCl) pode ser encontrado como "muriate of potash" .. Tudo sinônimo da substância "chefe" dessa página).. É engraçado falar nisso pois me lembro muito bem que um dia fui em uma casa de rações e vi numa prateleira a seguinte inscrição (fiel): CLORETO DE POTÁCIO - R$ 1,50 O KILO (reparem no potáCio e no Kilo.. Tudo bem que não tem como acertar sempre na gramática, inclusive devem existir vários erros gramaticais grotescos em minhas páginas (até porque em matéria de português eu não sou dos melhores), mas coisas como 'potácio' ferem na alma de qualquer ser que é habituado com a boa escrita da língua portuguesa, concordam?).. ehehe Quem sabe talvez esse seja um possível "nome popular" para esta substância. kkkkkkkkkkkkkkkkkk!!!!

Abaixo vai uma tabelinha tosca de solubilidade aquosa do KCl em função da temperatura, obtida do sempre interessante site do Frogfot[4] e que pode servir de referência para alguém que gostaria de fazer experimentos relacionados com o KCl.

Temperatura (°C) da solução Quantidade em gramas de KCl Dissolvido por 100mL de água
0 28,1
10 31,2
20 34,3
30 37,4
40 40,2
60 45,5
80 50,6
100 56,0



EXPERIMENTAL:

~ 2050g de KCl de grau "agrícola" (havia sido obtido em forma de pó rosado) foram sendo dissolvidos progressivamente em água que era fervida. As quantidades de água e de KCl eram sendo postas na panela de tal modo que a solução fervente sempre ficasse apenas saturada ou com um pouco de KCl não dissolvido. Foi necessário aproximadamente uns 4 litros de água nessa etapa.
O excesso de uma 'espuma' insolúvel e bem vermelha , supernatante na solução quente, ia sendo removida manualmente com o auxílio de uma colher e a solução então ia sendo filtrada progressivamente com a ajuda de um filtro de pano de café. Contudo a solução filtrada resultante ainda não era totalmente clara. Usei duas garrafas PET de 2,5 L de volume para recolher o filtrado e um GIGA funil de polipropileno (PP) de 1500 cm3 de capacidade. Dessa vez eu não tive muitos problemas com deformação das garrafas causadas pelo calor excessivo do "liquor" quente.
No final da filtração , a "gosma" vermelho escura (quase preta(!))ficou no filtro e foi descartada.
A panela e o filtro usados foram lavados bem e secos.
As garrafas com a solução filtrada , após esfriarem naturalmente na temperatura ambiente (demorou algumas horas) haviam formado uma larga crosta de cristais quase brancos, meio amarelados.. Depois de filtrada novamente para a remoção dos cristais , a solução foi posta numa panela de alumínio de largo diâmetro (muito maior que a anterior)que por sua vez foi posta no fogo por algumas horas e onde a maior parte do líquido foi evaporado (uns 90% do líquido foi evaporado.. E as janelas a portas ficaram abertas o tempo todo: logicamente eu não queria mais de 3 litros de água saturando o ar e se condensando dentro da cozinha e trazendo mofo e outros efeitos perniciosos..).
A Solução supersaturada esfriou na temperatura ambiente e todos os cristais foram filtrados e a solução residual (em torno de 500mL) guardada numa pequena garrafinha PET.
Após a grande panela ter sido lavada e seca , os cristais úmidos coletados anteriormente foram postos dentro dela e uns 2,5 L de água "torneiral" foi adicionada e então o conjunto foi levado ao fogo. Tudo se dissolveu e então uns 70% da solução foi evaporada ao longo de mais algumas horas. A solução foi deixada em repouso para esfriar até a temperatura ambiente e todos os cristais foram filtrados e expremidos manualmente , enquanto no filtro de café de pano (conforme havia sido feito nas filtrações anteriores: isso ajuda a remover o máximo de solução residual presente junto com os cristais e facilita tanto a purificação quanto a secagem subsequente).
Sobraram uns 700mL de solução residual ao qual foi adicionada a solução residual do procedimento anterior, o que deu em torno de 1200mL de solução residual e que foi guardada para futuras recristalizações..
Os cristais úmidos brancos obtidos foram então postos , aos poucos , na panela grande (que havia sido novamente limpada e secada préviamente) que foi posta no fogo brando; essa era a etapa final: a secagem dos cristais.
Uns 500-600g de material úmido era posto por vez na panela e a massa era distribuída homogeneamente no fundo da panela de modo a formar camadas mais finas possíveis (até 1,5 cm de espessura), para agilizar ainda mais o processo de secagem. Uma colher era usada para auxiliar no processo.
Após secos , os cristais ainda quentes, eram postos numa segunda panela (de tamanho médio, limpa e seca) que funcionava como "recipiente temporário" para os cristais secos.
Então mais cristais úmidos eram postos na panela grande que estava no fogo e o processo foi repetido até que toda a massa de cristais obtidos fosse seca. Essa etapa demorou umas 2-3 horas.
A massa de cristais brancos e secos de KCl obtida foi de ~ 1330 g , representando um rendimento de ~ 68-72% (considerando uns 5-10% de impurezas/umidade presentes no material original). Nada mal, considerando que muitos desperdícios ocorreram devido a uma pequena parte do material que foi perdido: caiu no chão , grudou nas panelas e filtros, etc.
No total foi gasto mais ou menos de 2 a 2,5 dias para que todas as etapas do processo descrito acima fossem realizadas.

UPDATE:

RESULTADO:

KCl


MORAL DA HISTÓRIA:

Laborioso e tedioso como qualquer procedimento de purificação por recristalização , mas no final ao ver o resultado um largo sorriso toma conta do rosto . Além disso eu notei que no fornecedor local de produtos químicos o quilo do cloreto de potássio (grau técnico) não custa menos de 10 reais , ao passo que eu consigo encontrar (por enquanto) o cloreto de potássio agrícola por até 1 real o quilo.. Portanto em mais outro aspecto valeu a pena esta purificação!!! (bom, a energia com o gás gasta além do tempo gasto podem não ser tão compensadores assim, mas na minha opinião, ainda assim existe vantagem nesse procedimento. As vezes é melhor fazer/purificar os próprios químicos do que simplesmente ir na loja de produtos químicos e comprar.. Além disso , lojas de produtos não são tão comuns... Pelo menos por aqui).

Como última nota volto a frisar que o material não é totalmente puro, pois contém um pouco de sódio, como o teste da chama indicou.. Mas eu não me importo muito com isso, visto que a quantidade é pouca e eu não necessito de grandes purezas na maioria das aplicações, assim como outros amadores ; a purificação removeu apenas os materiais 'indesejáveis' como a borra rosada , restos e traços de outros sais presentes, etc..

REFERÊNCIAS:

  • [1] Silvita


  • [2] "Potássio"


  • [3] Enciclopédia de Minerais - KORBEL , P. ; NOVÁK , M. - Editora Livros e Livros , 1ª Ed. - Pag 72.


  • [4] Frogfot's Page (infelizmente esse link não funciona mais)






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