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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CENTRO OESTE – UNICENTRO Química – Bacharelado Química Inorgânica Experimental I Eduarda Vornes Fernanda Schenekembergue Rayane Ferreira CICLO DO COBRE Guarapuava, 2017 I- INTRODUÇÃO O cobre é um metal de coloração vermelha discretamente amarelada, apresentando leve brilho opaco. Possui número atômico 29 fazendo parte da família I-B da Tabela Periódica. Seu símbolo atômico é “Cu”, originado do latim “cuprum” se referindo a Ilha Chipre onde se acredita ter sido encontrado pela primeira vez. É um dos metais mais antigos de que se tem conhecimento, tanto que foi o primeiro metal a ser utilizado pelo homem como substituto para a pedra, na confecção de armas e ferramentas de trabalho, isso ainda no período neolítico. O cobre, em sua forma metálica apresenta alta durabilidade, boa resistência à corrosão, boa maleabilidade e ductilidade. Suas propriedades fazem do cobre um metal diferenciado de utilidade em larga escala no dia a dia, principalmente pela maleabilidade e ductilidade. O metal é responsável por formar diversos compostos, sendo o principal deles o Sulfato de Cobre (CuSO4· 5H2O), agente conferidor da coloração azul para águas de piscina e também usado como algicida. Possui dois estados de oxidação, Cu+ e Cu+2, a famosa Estatua da Liberdade é feita de cobre, porem com o tempo o cobre reagiu com o oxigênio presente no ar, formando oxido de cobre e por isso, sua coloração é azulada. O cobre esta presente na indústria automobilística, pois este se encontra nos fios, conectores, rolamentos, radiadores e até mesmo no motor. Presente também nos fios de luz, por ser um bom condutor elétrico. O presente relatório refere-se ao ciclo do cobre, processo que ocorre por meio de várias reações que são iniciadas com Cu e finalizadas com o mesmo, sendo um método de recuperação. O CICLO DO COBRE A reciclagem de matérias é um dos pilares para um mundo mais sustentável e desenvolvido. O cobre é um metal muito usando em nível industrial, porem muitas de suas aplicações geram resíduos maléficos para o meio ambiente. Por meio dessa necessidade, impõe-se a reciclagem desses resíduos, que por meio de reações sucessivas, o cobre pode ser restituído ao metal inicial. Essa sequencia se chama Ciclo do Cobre. O Ciclo do Cobre permite presenciar inúmeras reações químicas, como formação de precipitado, liberação de gás, alteração de cor da solução, etc. Na figura abaixo, esta representada o Ciclo do Cobre esquematicamente: Letra A: Reação de oxidação-redução: é caracterizada por um processo de transferência de elétrons entre espécies. Letra B: Reação de decomposição: é a reação corresponde à rotura de uma ou mais ligações num composto, originando-se duas ou mais novas espécies. Letra C: Reação de precipitação: envolve a formação de um ou vários compostos insolúveis, em solução, como resultado da reação entre compostos solúveis. Letra D: Reação ácido-base: a reação entre um ácido e uma base designa-se por reação de neutralização. Estas reações, em meio aquoso, originam um sal e água. Letra E: Reação de oxidação-redução II- OBJETIVOS Verificar as propriedades do cobre, analisando o ciclo do cobre. III - MATERIAIS E MÉTODOS 3.1- Materiais e Reagentes: - Béquer - Chapa de aquecimento - Bastão de vidro - Papel filtro - Funil de Buchner - Bomba à vácuo - Pipeta Graduada - Vidro de relógio - Cobre metálico - Ácido Nítrico - Ácido Sulfúrico - Hidróxido de Amônio - Álcool etílico - Acetona - Ácido Clorídrico 3.2- Metodologia PARTE I- Pesou-se 0,5 g de cobre metálico. Em um béquer solubilizou-se Cu com 5 ml de ácido nítrico na capela. Após a dissolução adicionou-se 150 ml de água destilada agitando bem, aqueceu-se a solução até entrar em ebulição, quando observou-se a mudança de cor na solução foi desligada a chapa de aquecimento e deixado em agitação por alguns minutos até o esfriar, desligada a agitação deixou-se precipitar o sólido e descartou-se o sobrenadante. Foi adicionado ao sólido 200 mL de água destilada quente e agitou-se até o sólido sedimentar, após essa etapa foi feita a filtração do sólido e o mesmo foi lavado com 10 mL de álcool etílico e com 10 mL de acetona e seco pela filtração a vácuo e foi pesado o sistema. PARTE II- Transferiu-se o sistema (papel + sólido) para um béquer de 150 mL e adicionou-se gota a gota de 10 a 15 mL de HCl (6,0 mol/L) até a dissolução total do sólido, após essa etapa foi adiciona 15 mL de água destilada e retirou-se o papel filtro. PARTE III- Posteriormente adicionou-se cerca de 30 ml de solução de hidróxido de amônio ate que ocorresse a mudança na coloração. PARTE IV- Foi adicionada à solução, sob agitação, 10 ml de ácido sulfúrico e observou-se mudança de cor. PARTE V- Na capela, adicionou-se com agitação constante zinco em pó até que a solução ficasse incolor. O liquido foi decantado. PARTE VI- Adicionou-se acido clorídrico até não haver mais desprendimento de gás. A seguir o liquido foi decantado. O solido obtido foi filtrado com um funil de Buchner. Lavou-se o mesmo com 5ml de água destilada e em seguida com 5ml de etanol e acetona. IV- RESULTADOS E DISCUSSÕES PARTE I- A reação faz com que haja a oxidação do cobre através do acido, liberando dióxido de azoto (NO2), que apresenta cor acastanhada. Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O PARTE II- Sequencialmente, adicionou-se cerca de 150 ml de água destilada. A seguir, 30 ml de Hidróxido de Sódio (NaOH). Cu(NO3)2 + 2NaOH → Cu(OH)2 + 2NaNO3 PARTE III- Aqueceu-se até que houvesse ebulição, agitando com a ajuda de um bastão de vidro, dando origem a precipitação do cobre, de cor azul. CuOH2 → CuO + H2O PARTE IV- Posteriormente, adicionou-se cerca de 30 ml de solução de hidróxido de amônio ate que ocorresse a mudança na coloração (de azul claro para azul intenso): PARTE V- Foi adicionada à solução, sob agitação, 10 ml de ácido sulfúrico. A solução passou de azul escuro para azul claro. CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O PARTE VI- Na capela, adicionou-se, com agitação zinco em pó até que a solução ficasse incolor. O liquido foi decantado. Observou-se a formação de um solido vermelho. CuSO4 + Zn → Cu + ZnSO4 Adicionou-se acido clorídrico até não haver mais desprendimento de gás. A seguir o liquido foi decantado. O solido obtido foi filtrado com um funil de Buchner. Lavado com 5ml de água destilada e em seguida com 5ml de etanol e acetona. V- CONCLUSÃO Ilustrou-se o presente estudo no qual se apresenta o ciclo do cobre, como mostrado na teoria, um processo de reciclagem do material, este que, apresenta vários benefícios sendo um deles o reuso do material, porem, apresenta também a parte inconveniente, como a liberação de gases tóxicos no procedimento, que podem acarretar em posteriores problemas ambientais. Outros materiais também podem ser reciclados, tais como ferro, aço e alumínio. A reciclagem de matérias se mostra muito importante nos dias atuais, tanto para a sociedade como para a natureza. A reciclagem permite a preservação da natureza, trazendo diversas vantagens para o planeta como um todo. VI- REFERÊNCIAS http://edon1988.blogspot.com.br/2011/10/ciclo-do- cobre.html (ACESSO EM 01/12/2017) http://www.ebah.com.br/content/ABAAAfny4AD/terceiro- relatorio (ACESSO EM 2/12/2017) https://www.youtube.com/watch?v=xneXI_SiJRE (ACESSO EM 2/12/2017) Química Inorgânica não tão Concisa, 5º edição – J. de Lee. http://edon1988.blogspot.com.br/2011/10/ciclo-do-cobre.html http://edon1988.blogspot.com.br/2011/10/ciclo-do-cobre.htmlhttp://www.ebah.com.br/content/ABAAAfny4AD/terceiro-relatorio http://www.ebah.com.br/content/ABAAAfny4AD/terceiro-relatorio https://www.youtube.com/watch?v=xneXI_SiJRE
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