Graduação Bacharel em Química Industrial

Universidade Estadual de Goiás

 Campus Anápolis de Ciências Exatas e tecnológicas - Henrique Santillo

Graduação Bacharel em Química Industrial – 2º Período

Professor Dr. Renato Rosseto

FÓRMULAS DE HIDRATOS

Autores

1Juan Vitor, 2Matheus Alves

Resumo

Hidratos são sólidos cristalinos que incluem moléculas de água ligadas a si, determinar a quantidade de moléculas de água constituintes de tal estrutura é uma das formas de definir a sua proporção relativa em relação ao sólido cristalino estudado, assim como sua formula empírica (MASUTANI, 2004).

Dessa forma, objetivou-se realizar a determinação da proporção de água, em amostras de cobre e magnésio, ambos em combinação com o enxofre (sulfetos), na sua forma hidratada.  A metodologia realizada foi capaz de nos informar a quantidade relativa de água presente em cada amostra, através da diferença do valor de massa após aquecimentos realizados na mesma. Para os respectivos compostos foram determinados que se tratavam do sulfato de cobre pentahidratado, e sulfato de magnésio tetrahidratado.

Palavras-chave

 Sulfato de cobre;; Sulfato de magnésio;; Hidrato;

Introdução

O sulfato de cobre, e o sulfato de magnésio são hidratos, e por sua vez substâncias que compartilham de uma mesma característica higroscópica, quando em sua forma anidra. Essa propriedade higroscópica, também conhecida como deliquescência, faz com que tais compostos absorvam espontaneamente a água do meio atmosférico para sua estrutura molecular, assim como também podem perder água para o meio atmosférico (processo reversível) quando temperatura ou pressão do ambiente são alteradas.

 Quando hidratos perdem as moléculas de água ligadas a si, como por exemplo em um aquecimento, as moléculas de água se libertam dos complexos que formaram com os íons na estrutura cristalina (GEORGE B. KAUFFMAN, 2016).

Essa perda muda a estrutura desses complexos, alterando algumas propriedades, uma delas e a sua coloração. Os hidratos têm sua variação de cor, à medida que absorvem ou refletem comprimentos de onda específicos da luz. Quando este perde suas moléculas de água, e sua estrutura dos complexos de íons muda, os orbitais livres para os elétrons nos íons também mudam, de tal forma que o composto absorve e reflete diferentes comprimentos de onda (cores), em relação a sua forma anidra ou hidratada (PETER ATKINS E LORETTA JONES, 2008).

Estes também são compostos de coordenação, o CuSO4∙5H2O, (por exemplo), pode ser melhor expresso como [Cu(H2O)4] SO4∙1H2O; aonde quatro moléculas de água de hidratação são coordenadas com o íon cobre, enquanto a quinta molécula de água está ligada ao íon sulfato, presumivelmente por ligação de hidrogênio (GEORGE B. KAUFFMAN, 2016).

Materiais e Métodos

Óculos de proteção, e luva nitrílica foram utilizados para realização do experimento, os reagentes utilizados foram: sulfato de cobre hidratado e sulfato de magnésio hidratado. As vidrarias utilizadas foram: cadinho de porcelana, pinça para cadinho, triangulo, malha de amianto, bico de Bunsen, dessecador, bomba de vácuo, e balança semi-analítica.

Pesou-se na balança analítica 1,90g de sulfato de cobre hidratado (CuSO4∙xH2O), e 1,90g de sulfato de magnésio hidratado (MgSO4∙xH2O), cada um separadamente em cadinhos. Em seguida cada amostra foi alocada sob o bico de Bunsen, sob apoio do triângulo. Ali foi realizado o primeiro aquecimento de 30s. e a amostra foi colocada sob a tela de amianto e levado até o dessecador aonde o mesmo permaneceu com sua tampa fechada, mas sem a diminuição de pressão. Ambas das amostras passaram pelo mesmo procedimento experimental, em vista disso foi dispensada a necessidade desses experimentos serem descrito separadamente.

Após as amostras entrarem em equilíbrio com a temperatura do ambiente, foi realizada a primeira pesagem e o valor obtido foi registrado. Novamente essas amostras foram colocadas sob o bico de Bunsen para o seu aquecimento, e ali permaneceram por mais 4 minutos.

No término do aquecimento as amostras foram colocadas para se resfriarem no dessecador, agora conectado a uma bomba de vácuo. Chegado o momento em que as amostras se encontravam equilibradas termicamente com o ambiente atmosférico do laboratório, foram novamente pesadas, e seus respectivos valores de massa registrados.

Resultados e Discussão

O sulfato de cobre pentahidratado e o sulfato de magnésio heptahidratado tem as respectivas formulas:

[pic 1]

Tais compostos não tem um teor de hidratação absoluto, apenas um valor máximo que podem atingir em sua forma hidratada, e um mínimo que corresponde a sua forma anidra. Para a determinação do teor de água presente em cada uma das substâncias, foram feitos cálculos matemáticos de precisão, a partir dos dados obtidos:

Hidrato	Massa inicial do hidrato/g	Massa do sal após 1° aqu./g	Massa de H2O perdida após 1° aqu./g	Massa do sal anidro após 2° aqu./g	Massa total de H2O perdida/g
[pic 2]	1,90	1,50	0,69	1,21	0,69
[pic 3]	1,90	1,64	1,16	1,00	0,90

Em seguida é preciso descobrir a massa molecular de cada molécula dos compostos, essas estão dispostas na tabela abaixo:

Molécula	Massa Molar
[pic 4]	159g
[pic 5]	120g
[pic 6]	18g

Sulfato de Cobre Hidratado

Para facilitar os devidos cálculos matemáticos, considere a relação de 1:1 em cada um dos sais. Comecemos com o sulfato de cobre, assim temos que:

1 → 1[pic 7][pic 8]