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Relatório da aula prática de Sulfato de cobre pentahidratado Docente: Denis Ricardo Martins de Godoi Discentes: André Ministri Giovanna Stanichesque de Souza Maria Augusta Haddad Benuncio Araraquara 2021 RESUMO O sulfato de cobre pentahidratado é um sal, sua obtenção é por meio de uma reação de síntese inorgânica do oxido de cobre II (CuO) e ácido sulfúrico concentrado (H2SO4). Ao realizar a reação há uma mudança de cor de preto para azulado. O sal é um complexo metálico, conhecido comercialmente como vitríolo azul e tem várias aplicações. Palavras-chaves: Sulfato de cobre pentahidratado; ácido sulfúrico; sal Sumário 1. INTRODUÇÃO .................................................................................................................................. 4 2. OBJETIVOS ....................................................................................................................................... 6 3. MATERIAIS ....................................................................................................................................... 7 4. Procedimento Experimental ........................................................................................................... 8 4.1 Parte A – Preparação do sulfeto de cobre pentahidratado [CuSO4.5H2O] ................................ 8 4.2 Parte B - Testes analíticos com o produto obtido ...................................................................... 8 4.3 Parte C – Teste de Chama ........................................................................................................... 8 5. RESULTADOS E DISCUSSÃO ................................................................................................................. 9 6. CONCLUSÃO ...................................................................................................................................... 10 REFERÊNCIAS ......................................................................................................................................... 11 1. INTRODUÇÃO O sulfato de cobre pentahidratado ([CuSO4.5H2O]), conhecido comercialmente como vitríolo azul, é um sal que se apresenta em forma de cristal com coloração azul. O sal sintetizado é muito utilizado em meio comercial, por conta das suas múltiplas aplicações (Juan, 1999), como na agricultura, aditivo em alimento e fertilizantes, eletrólito nas pilhas, na preservação da madeira, para testes para detecção de anemia, em múltiplas análises químicas, como na solução de Fehling e na solução de Benedict para análise de açúcares redutores e, entre outros. A obtenção do sulfato de cobre pentahidratado ocorre por meio da síntese inorgânica de oxido de cobre II (CuO) com o ácido sulfúrico (H2SO4), em uma reação que utiliza calor, contudo, o sal também pode ser sintetizado por meio do carbonato de cobre (II). O sulfato de Cobre (II) ou Sulfato Cúprico (CuSO4) é um sal que existe em algumas formas, onde são atribuídos pela sua hidratação. Na sua forma anidra o sulfato de cobre é um pó de cor cinza, já em sua forma pentahidratado se encontra na coloração azul com cada íon de cobre (II) rodeado por quatro moléculas de água, a quinta e a sexta posições são ocupadas por átomos de oxigênio dos aníons sulfato e, por fim, a quinta molécula de água mantem-se por ligações com hidrogênio. FIGURA 1 – Estrutura do sulfato de cobre pentahidratado A cristalização de um sal é um processo a partir de uma solução obtendo um produto de partículas solidas, em circunstâncias certas de temperaturas, que se aproximam e formam cristais. Um solido é reconhecido como um cristal se os átomos e as moléculas estiverem organizados em um retilíco cristalino, ou seja, uma estrutura tridimensional regular. Vale ressaltar, que o crescimento dos cristais influencia entre as distancias e os ângulos das partículas. O sulfato de cobre pentahidratado é um complexo metálico, mais específico, um aquo complexo. Isso ocorre porque há um compartilhamento de elétrons entre um ion metálico (Cu) e uma substância que fornece elétrons (SO4). Segundo a teoria de Lewis, o íon metálico de cobre atua como ácido na reação, visto que recebe o par de elétrons, já o sulfato comporta-se como uma base. O composto é classificado por aquo complexo, pois na sua composição encontra-se ligados a cinco águas. FIGURA 2 – Cristal de sulfato de cobre pentahidratado Fonte: Wikipedia: A enciclopédia livre 2. OBJETIVOS Objetivo Geral: Este trabalho tem como objetivo, a realização da síntese do sulfato de cobre pentahidratado a partir do oxido de cobre. Objetivo Específico: Aprender, a partir do experimento, noções básicas de estequiometria e a realização do teste de chama. 3. MATERIAIS Béquer de 100 mL e 50 mL Erlenmeyer de 50 mL Pipeta graduada de 5 mL Espátula Bagueta de vidro Bagueta de ponta de borracha Tubo de Ensaio Sistema de filtração simples Sistema de filtração a vácuo Banho de gelo Fio de níquel-crômio Sistema de aquecimento Oxido de cobre Água destilada Etanol gelado Ácido sulfúrico concentrado Solução de NaOH 0,1 mol/L Solução de BaCl 0,1 mol/L 4. Procedimento Experimental 4.1 Parte A – Preparação do sulfeto de cobre pentahidratado [CuSO4.5H2O] Primeiro pesou cerca de 1 g de óxido de cobre II (CuO) dentro de um béquer de 100 mL. Após isso, em um erlenmeyer de 50 mL adicionou 5 mL de água destilada, e em seguida adicionou, com uma pipeta graduada, mais 2,5 mL de ácido sulfúrico concentrado. Agitou lentamente a solução. Com a ajuda de uma bagueta de vidro, transferiu lentamente a solução do Erlenmeyer para o béquer contendo CuO e agitou durante a reação. Depois, no bico de Bunsen sobre tela de amianto, aqueceu a mistura até o desaparecimento de um sólido preto. Após reagir todo o CuO, filtrou toda a solução quente, com a técnica de filtração simples com filtro de papel pregueado. Em seguida, colocou o béquer, com a solução filtrada, em um banho de gelo e deixou até a formação dos cristais, após isso, retirou do banho de gelo e filtrou a mistura com a técnica de filtração a vácuo. Lavou os cristais com etanol gelado. Logo após, secou os cristais durante alguns minutos, sob sucção, adiante, passou-os para um vidro de relógio e os colocou na capela. 4.2 Parte B - Testes analíticos com o produto obtido Em um bequer, dissolveu uma ponta de espátula do sal sintetizado em mililitros de água destilada. Em seguida, dividiu a solução do bequer em dois tubos de ensaio, no primeiro tubo adicionou gota a gota de solução NaOH 0,1 mol/L, já no outro tubo, adicionou, também em gota a gota, uma solução de BaCl 0,1 mol/L. 4.3 Parte C – Teste de Chama Para finalizar o experimento, recolheu alguns cristais do produto sintetizado com a ponta de um fio de níquel-crômio e os levou á chama do bico de Bunsen. 5. RESULTADOS E DISCUSSÃO No começo do experimento acrescentou água destilada, junto ao ácido sulfúrico (H2SO4), para dar início ao processo de dissociação do oxido de cobre II (CuO), agitando lentamente, levou ao fogo (bico de Bunsen) para assim finalizar esse processo, até o desaparecimento total do sólido preto (CuO). Isso fez-se que a solução passasse de uma cor preta para uma solução de coloração azul. Em seguida, filtrou toda a solução, por filtração simples, pois assim a solução fica mais “limpa” possível para a formação mais efetiva dos cristais e, após, colocou a solução em um balo de gelo, resfriando-a para concluir a formação. Depois, filtrou novamente, mas por meio do a vácuo, para retirar todo possível resto de solução aquosa do cristal. Observou-se no final dessa parte do experimento, a formação do cristal de sulfato de cobre pentahidratado de coloração azul. Na segundaparte do experimento, dissolveu o sulfato de cobre pentahidratado colocando uma parte da solução no tubo de ensaio, após, adicionou a solução de NaOH 0,1 mol/L. Notou-se a formação de um precipitado na parte superior do tubo. Já a outra parte da solução colocou em outro tubo de ensaio, entretanto, a solução adicionada foi a de BaCl 0,1 mol/L. Na segunda, notou-se uma solução turva de coloração branca. Por último, foi realizado o teste de chama com o sal de sulfato de cobre pentahidratado, onde, com a ajuda do fio de níquel-crômo, colocou uma ponta do sal no bico de Bunsen. Nesta etapa observou-se uma chama de coloração verde. 6. CONCLUSÃO Conclui-se a partir do experimento, feito em aula, da síntese do sulfato de cobre penta hidratado que a obtenção do aquo complexo se dá por meio do oxido de cobre II e ácido sulfúrico concentrado. Contudo, a reação so se efetiva com o fornecimento de calor, visto como se deu o desaparecimento do CuO em aquecimento no bico de Bunsen. Foi notado também, que é necessário filtrar a vácuo para efetivar a formação dos cristais sem qualquer tipo de solução aquosa neles. H2SO4(aq) + CuO(aq) + 4H2O(l) → CuSO4.5H2O(s) Na segunda parte, no tubo um observou a formação de um precipitado, sendo esse o oxido de cobre. CuSO4·5H2O + 2NaOH → Cu(OH)2 + Na2SO4 + 5H2O Já no segundo tubo, notou-se a formação de da solução turva com uma precipitação, isso ocorre por conta do sulfato de bário. CuSO4·5H2O + BaCl2 → BaSO4 + CuCl2 + 5H2O No teste de chama, ao colocar a solução no fio de níquel-cromo e levá-lo para o bico de Bunsen, os elétrons da camada de valência do íon de cobre presente na solução, se excitaram, resultando em um salto quântico. Contudo, o elétron volta ao seu estado fundamental muito rápido e, com isso, libera essa energia em forma de cor. Por isso, é observado uma coloração verde, pois é a cor correspondente do cobre. REFERÊNCIAS EQUILÍBRIO DE COMPLEXAÇÃO. Fundamentos de Química Analítica, [s. l.], 2009. Disponível em: https://www2.ufjf.br/quimicaead/wp- content/uploads/sites/224/2013/05/FQAnalitica_Aula9.pdf. Acesso em: 28 set. 2021. EXPERIMENTOS didáticos de cristalização. Museu de Geociências, Instituto de Geociências, Universidade de São Paulo, TERRÆ DIDATICA, v. 91, n. 104, p. 1-14, 2 out. 2014. Disponível em: file:///C:/Users/user/Downloads/8637368-Texto%20do%20artigo-7200- 1-10-20150623.pdf. Acesso em: 4 out. 2021. UNA contribución al estudio de la solubilidad del CuS04 # 5H2 0 en medio acuoso(#). Consejo Superior de Investigaciones Científicas Licencia Creative Commons 3.0 España, Rev. Metal, v. 35, n. 1, p. 1-6, 1999. Disponível em: file:///C:/Users/user/Downloads/605-Texto%20del%20art%C3%ADculo-622-1-10- 20100705.pdf. Acesso em: 4 out. 2021. SULFATO de cobre(II). Wikipédia: A enciclopédia livre, 10 jan. 2021. Disponível em: https://pt.wikipedia.org/wiki/Sulfato_de_cobre(II). Acesso em: 4 out. 2021. SULFATO de cobre pentahidratado: estructura, propiedades, usos. Lifeder, 22 mar. 2020. Disponível em: https://www.lifeder.com/sulfato-de-cobre-pentahidratado/. Acesso em: 4 out. 2021.
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