Sulfato de cobre pentahidratado

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Síntese do Sulfato de Cobre Pentahidratado, Rendimento e Caracterização do Sobrenadante

(Aula prática de Química Inorgânica)

Professora: Silvia Lucia Cuffini

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São José dos Campos

2014

1. Introdução

        As reações químicas podem ser classificadas quanto à natureza da reação podendo ser de síntese ou de decomposição. As reações de síntese são aquelas em que duas substâncias se combinam, dando origem a novas substâncias, isto é, em que ocorre um fenômeno no qual há quebra de ligações químicas nos reagentes e formação de outras ligações, dando origem a novas espécies. Foi a partir de 1828, data em que o químico alemão Friedrich Wholer (1800-1882) obteve uma substância orgânica, a ureia, que se deu o grande desenvolvimento das reações de síntese, produzindo-se, a partir daí, milhões de novos compostos que visam satisfazer as mais variadas necessidades da sociedade atual.

[http://www.infopedia.pt/$reaccao-de-sintese;jsessionid=55ssyvNi5duq4SBga8NkgQ__]

        O Sufato de Cobre (II) CuSO4 é um sal que difere-se em graus de hidratação. Ele é muito utilizado na indústria, principalmente agrícola em culturas de frutos como fungicida, mas suas aplicações incluem também tinturas para o cabelo, coloração de vidros, processamento de couros e têxteis e por pecuaristas que enrigecem os cascos de seus animais com um banho de solução, evitando a coxeadura.

        Em sua forma anidra ele possui a coloração verde opaco ou cinzento e  na forma pentahidratada (CuSO4 . 5H2O) ele apresenta uma coloração azul brilhante (FIG 1).

                        [pic 3][pic 4]

1. Objetivo

        O objetivo principal deste experimento é a síntese do sulfato de cobre (II) pentahidratado CuSO4 . 5H2O à partir do óxido de cobre CuO e do ácido sulfúrico H2SO4 e determinar as condições para a caracterização do produto e subprodutos presentes no sobrenadante.

        Tais processos (mencionados acima) deverão ser suficientes para responder às principais perguntas: por que usa-se o resfriamento em gelo para a cristalizar a solução, por que o material precipitado apresenta o aspecto de cristais pequenos e desordenados, por que, mesmo ao final da reação, a solução apresenta íons Cu2+ e SO4 2- e por que a precipitação não é completa.

1. Procedimento experimental

1. Materiais

• Béquer 250 mL (1);
• Béquer 50 mL (1);
• Bastão de vidro (1);
• Espátula (1);
• Funil de Buchner (1);
• Proveta 10 mL (2);
• Pipeta Pasteur de plástico (2);
• Cuba de gelo;
• Alonga de borracha (1);
• Chapa de aquecimento;
• Kitassato 250 ml (1);
• Vidro de relógio  (1);
• Tubos de ensaio (4);
• CuO;
• Espátula;
• Solução 4,5 mol/L;
• Béquer 250 mL;
• Proveta de 50 mL;
• Chapa de Aquecimento;
• Solução 0,1 mol/L BaCl2;
• Solução 0,1 mol/ L NaOH;
• Pipeta Paster Plástico;
• Pisseta com água destilada;
• Pisseta com etanol;
• Bomba de vácuo;

1. Métodos

- Síntese do CuSO4.5H2O

1. Pesou-se 3,0150 ± 0,0005g de CuO e transferiou-se o material para um béquer de 250 mL;
2. Adicionou-se lentamente e sob agitação constante - com o bastão de vidro - 20 ± 1 mL de H2SO4 4,5 mol/L;
3. Aqueceu-se a solução até total dissolução de CuO. A solução adquiriu uma coloração azul límpida antes que entrasse em ebulição;
4. Retirou-se a solução do aquecimento e manteve-se o béquer em absoluto repouso até a solução voltar à temperatura ambiente e começar a aparecer os primeiros cristais;
5. Colocou-se o béquer no banho de gelo sem agitar a solução e aguardou-se a finalização da cristalização;
6. Pesou-se um papel de filtro sobre o vidro de relógio anotou-se o valor de 17,9080 ± 0,0005 g;
7. Retirou-se em uma proveta uma alíquota de 1,0 ± 0,5 mL do sobrenadante;
8. Filtrou-se à vácuo a mistura, lavou-se os cristais com um pouco de etanol e levou-se para secar na estufa;
9.  Pesou-se os cristais juntamente com o papel filtro e o vidro de relógio e anotou-se o valor de 26,6359 ± 0,0005 g.

 

        - Caracterização

1. À solução reservada na proveta, completou-se com água destilada até o volume de 10,0 ± 0,5 mL e colocou-se 1 ± 0,5 mL em dois tudos de ensaio;
2. No primeiro tudo, adicionou-se gota a gota o mesmo volume de uma solução de BaCl2 0,1 mol/L. Anotou-se as observações gota a gota, jugando-se o que era necessário e relevante;
3.  No segundo tudo, adicionou-se gota a gota do mesmo volume de uma solução de NaOH 0,1 mol/L. Anotou-se as observações gota a gota, jugando-se o que era necessário e relevante;
4. Depois de pesar o produto formado, dissoveu-se cerca de 0,25 ± 0,05 g em 10,0 ± 0,5 mL de água e colocou-se 1,0 ± 0,5 mL dessa solução em dois tubos de ensaio;
5.  No primeiro tudo, adicionou-se gota a gota o mesmo volume de uma solução de BaCl2 0,1 mol/L. Anotou-se as observações gota a gota, jugando-se o que era necessário e relevante;
6. No segundo tudo, adicionou-se gota a gota do mesmo volume de uma solução de NaOH 0,1 mol/L. Anotou-se as observações gota a gota, jugando-se o que era necessário e relevante.

1. Resultados e Discussões

- Reação de Síntese do Sulfato de Cobre (II) Pentahidratado

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[pic 6]

Sulfato de Cobre (II) Pentahidratado

Fórmula: CuSO4.5H2O

Densidade: 2.286 g/mL

Massa Molar: 249.685 g/mol

[wikipédia]

        Os dados esperados com a síntese de sulfato de cobre (II) pentahidratado são obtidos à partir da reação abaixo.

CuO + H2SO4 + 4H2O <==> CuSO4.5H2O[pic 7]

        Vale frisar que a equação é um balanceamento químico e ao considerar o equilíbrio todo para a direita, consequentemente o rendimento será 100%.

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