Por que é recomendável a conservação de soluções fortemente alcalinas em frascos de polietileno?
Passo 1
O enunciado pergunta por que é recomendável conservar soluções fortemente alcalinas em frascos de polietileno.
Informações relevantes dadas (explicitadas): a solução é “fortemente alcalina” (ou seja, contém muitos íons , por exemplo soluções concentradas de
ou
); os dois materiais de embalagem em comparação são vidro e polietileno.
Não há figura nem dados numéricos extras no enunciado.
Informações relevantes dadas (explicitadas): a solução é “fortemente alcalina” (ou seja, contém muitos íons
Não há figura nem dados numéricos extras no enunciado.
Passo 2
Entendendo o vidro (o que é e por que ele pode ser atacado).
Vidro comum (como vidro-soda ou até o borossilicato) é basicamente uma rede amorfa de óxidos de silício, formada por ligações . Em linguagem simples: pense no vidro como uma teia de unidades de sílica conectadas por pontes oxigênio. Essa rede pode ser destruída por reagentes muito nucleofílicos, e o ânion hidróxido
é um nucleófilo forte. Quando há muitos
na solução, essas espécies atacam as ligações
e solubilizam a sílica formando íons silicato. A reação global simplificada é:
Vidro comum (como vidro-soda ou até o borossilicato) é basicamente uma rede amorfa de óxidos de silício, formada por ligações
Explicando a fórmula:
representa a sílica do vidro;
é o hidróxido que ataca;
é um tipo de íon silicato que fica dissolvido na água. Isso explica quimicamente por que o vidro “se dissolve” lentamente em meio muito alcalino.
Passo 3
Mecanismos e efeitos práticos do ataque alcalino ao vidro (passo a passo e bem mastigado).
- Primeiro mecanismo: troca iônica superficial — certos íons do vidro (por exemplo
em vidros sodocálcicos) podem ser trocados com íons da solução, alterando a superfície. - Segundo mecanismo (mais danoso): hidrólise da rede de sílica pelas
, que quebra as ligações e forma silicatos solúveis (como mostrado na equação acima).
Consequências observáveis na prática: a solução pode ficar turva ou apresentar gel/partículas de sílica; a composição da solução muda (há contaminação com sílica e possivelmente outros íons); a concentração efetiva do álcalis pode variar com o tempo; a superfície do frasco fica “sem brilho”, com micro-entalhes (etching) e o frasco pode enfraquecer mecanicamente.
Passo 4
Por que isso é ruim na prática de laboratório e para armazenamento: lista de impactos diretos.
- Contaminação da solução: os íons silicato dissolvidos e outros íons liberados do vidro mudam a pureza da solução (ruim para padrões, análises e reações sensíveis).
- Alteração da concentração e do pH: parte do ânion
participa da reação com o vidro e, combinado com efeito de absorção de do ar, pode alterar a alcalinidade com o tempo. - Danos ao frasco: perda de integridade superficial, possível aparecimento de trincas ou fragilidade que aumenta risco de quebra — perigoso com soluções cáusticas.
- Aparência/funcionalidade: soluções que deveriam ser claras ficam turvas; material particulado pode entupir bicos/pipetas.
Passo 5
Por que o polietileno (PE) é mais recomendável — propriedades químicas e físicas explicadas de modo simples.
- Estrutura do PE: é um polímero formado por longas cadeias
(cadeia carbono-hidrogênio). Não há sítios eletrofílicos ou ligações suscetíveis ao ataque por . - Inércia química frente a bases fortes: o
não ataca a cadeia de carbono do polietileno em condições normais de armazenamento (temperatura ambiente, aquém de solventes orgânicos agressivos). Logo o PE não se dissolve nem libera sílica/íons na solução. - Resistência mecânica e segurança: frascos de PE (especialmente HDPE) são resistentes a impacto, não estilhaçam como o vidro — menos risco de acidentes com líquidos cáusticos.
- Observação prática: o polipropileno (PP) também é resistente a bases e é outra opção; entretanto, escolha tipos de plástico classificados para produtos químicos (frascos de
rotulados para álcalis).
Passo 6
Limitações, exceções e detalhes importantes a considerar (para você não levar uma surpresa).
- Temperatura e concentração: o ataque a vidro acelera com temperatura e com maior concentração de base. Para soluções muito concentradas (por ex.
comercial) ou aquecidas, o vidro é atacado mais rapidamente — reforçando a necessidade do PE. - Tipo de vidro: vidros borossilicatos resistem mais que vidros comuns, mas não são imunes — em soluções muito fortes e/ou em longo prazo também há ataque.
- Permeabilidade do plástico: plásticos como PE são mais permeáveis a gases que o vidro — isso pode permitir ingresso de
ao longo de muito tempo resultando em carbonatação (formação de carbonatos) da solução. Para armazenamento crítico (padrões analíticos), é necessário vedar bem ou usar atmosfera inerte. - Tampas e forros: alguns forros de tampa (liners) ou componentes plásticos podem reagir ou impregnar a solução — use tampas compatíveis (liners inertes) recomendadas pelo fabricante do frasco.
Passo 7
Recomendações práticas, passo a passo, de como armazenar soluções fortemente alcalinas (o que fazer na prova/na prática).
- Use frascos de
(polietileno de alta densidade) ou PP, especialmente para soluções concentradas ( ou soluções comerciais, por exemplo ). - Etiquete bem (conteúdo, concentração, data) e feche com tampas compatíveis; evite tampas com liners que não sejam quimicamente inertes.
- Armazene em local fresco e ventilado, longe de fontes de calor; para armazenamento de longo prazo crítico, minimize headspace ou use atmosfera inerte para reduzir ingresso de
. - Evite frascos de vidro para soluções fortemente alcalinas ou para padrões que exigem alta estabilidade/química pura. Use vidro somente para soluções diluídas e por curto prazo, sabendo do risco.
- Para manipulação segura: prefira frascos plásticos porque reduzem o perigo de estilhaços em caso de queda.
Passo 8
Resumo químico-curto e incentivo (pra te deixar confiante na prova).
Quimicamente: ataca a rede de sílica do vidro formando silicatos solúveis (
), o que contamina a solução e danifica o frasco. Polietileno é quimicamente inerte a bases fortes em condições normais, por isso evita esses problemas. Você pode dizer na prova: o PE é preferível porque evita ataque do solvente ao frasco, contaminação por sílica e risco de enfraquecimento/quebra do recipiente.
Quimicamente:
Resposta
Porque íons
atacam a rede de sílica do vidro, dissolvendo-a e contaminando a solução (além de provocar corrosão/etching e fragilização do frasco), enquanto o polietileno (especialmente
) é quimicamente inerte a bases fortes em condições normais, não sofre esse ataque e reduz riscos de contaminação e de quebra.