Relatório 2 Massa de Cu

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Universidade Federal do Rio de Janeiro – UFRJ 
Centro Tecnológico – CT 
Instituto de Química - IQ 
Curso: Bacharel em Química 2015/2 
Alunos: Andressa Carvalho e Mariana Gomes 
Professor: Roberto Salgado Amado 
Disciplina: Química Geral Experimental II 
Data do experimento: 27/10/2015 
 
DETERMINAÇÃO DA CONCENTRAÇÃO DE COBRE PELO SMARTPHONE 
1. Introdução 
 
Em julho de 2015 foi publicado um artigo1 relacionado a um aplicativo - Color Grab 
- que ajudaria estudantes, não sendo necessário que cursem áreas científicas, na 
determinação da concentração de cobre através da coloração apresentada na solução. 
Quando os íons de cobre estão dissolvidos em ácido nítrico, a solução apresenta uma 
coloração azul, o que possibilita o uso do aplicativo para a determinação da quantidade 
de íons de Cobre(III). E atráves de uma curva de calibração, que consiste em preparar 
padrões com concentrações conhecidas de analito e matriz o mais próximo da realidade 
da amostra em estudo, é possível determinar a massa de cobre dissolvido na solução. 
 
2. Objetivo 
 
Determinar a concentração de cobre utilizando um aplicativo desenvolvido descrito 
no artigo proposto. 
 
3. Procedimentos experimentais 
3.1 Materiais e Reagentes 
 
 Os seguintes equipamentos e vidrarias disponíveis no laboratório foram 
utilizados: 
 
 Balão volumétrico 100 mL 
 Becker de 200 mL 
 Erlenmeyer 100 mL 
 Balança analítica 
 
As seguintes substâncias, disponíveis no laboratório, foram utilizadas: 
 
 Água destilada 
 Sulfato de Cobre (CuSO4) 
 Àcido nítrico (HNO3) 
 
3.2 Parte experimental. 
 
3.2.1. Preparo de amostra com concentração desconhecida de cobre. 
 
 Foi preparado, por um grupo de alunos, uma solução cuja concentração de íons 
de cobre era desconhecida pelos outros. Primeiro foi pesado uma massa qualquer de 
cobre em uma balança analítica e adicionado, aproxidamente, 5 mL de ácido nítrico por 
grama de cobre. Por exemplo, se foi pesado 2 g de cobre, então foi adicionado 10 mL de 
HNO3, pois 2 X 5 = 10 mL. Essa solução libera gases castanhos e tóxicos, por isso 
esperou-se até que a solução possuísse uma coloração azul típica do íon de cobre e o 
avolumou com água destilada em um balão volumétrico de 100 mL. 
 Com o auxílio do aplicativo proposto, foi pedido que se descobrisse a massa de 
cobre pesada pelo professor. Devido a isso, foi necessário a realização de uma curva de 
calibração para essa determinação. 
 
3.2.2.Praparo de solução de cobre pelos alunos 
 Pesaram-se três massas distintas de sulfato de cobre em uma balança analítica 
em bequeres separados, sendo essas massas de 5 g, 10 g e 15 g. Em seguida, diluiu em 
água destilada e tranferiu para um balão volumétrico de 100 mL e avolumou-se com 
água destilada até que o menisco alcançasse a aferição de 100 mL do balão. 
 
3.2.3. Medição do valor de H 
 Após as soluções estarem prontas, colocou um papel branco em baixo e atrás de 
cada balão volumétrico. Usando a câmera do smartphone, os alunos puderam medir a 
tonalidade do azul na solução e reportarem o H-value (ou Hue-value, literalmente, valor 
da tonalidade em português). Cada medição foi realizada em triplicata,incuindo a 
solução de concentração desconhecida, obtendo os resultados aprentados na Tabela 1 do 
item 4. 
 
4. Resultados e discussões 
 Os resultados obtidos em triplicata durante a medição estão apresentados na 
tabela 1 e representados na Figura 1 por meio gráfico, com exceção do valor 
desconhecido. O gráfico relaciona a massa de cobre pesada com o H-value, portanto, 
como demonstrado na Tabela 1, há valores sobrepostos. 
 
 
 
 
 
 
Tabela 1. H-value dado pelo aplicativo Color Grab para cada amostra com relação ao 
sal de sulfato de cobre pesado. 
Massa de CuSO4 (g) 
Massa de Cu 
(g) 
H Média 
Desvio 
Padrão 
5 1,2725 196 
198,7 2,3 5 1,2725 200 
5 1,2725 200 
10 2,5451 211 
211,3 0,6 10 2,5451 212 
10 2,5451 211 
15 3,8176 217 
217 0,0 15 3,8176 217 
15 3,8176 217 
desconhecido x 207 
207 1,0 desconhecido x 206 
desconhecido x 208 
 
 Para encontrar a massa de íons de cobre foi utilizado o seguinte cálculo estequiométrico 
para cada valor de masse de sulfato de cobre: 
 
 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑀𝑜𝑙𝑎𝑟 𝑑𝑜 𝐶𝑢𝑆𝑂4.5𝐻2𝑂 − 𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑀𝑜𝑙𝑎𝑟 𝑑𝑜 𝐶𝑢
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝐶𝑢𝑆𝑂4 𝑝𝑒𝑠𝑎𝑑𝑎 − 𝑥
𝑥 = 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑑𝑎 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝐶𝑢 𝑛𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜
 
 
Foi adicionada uma linha de tendência ao e encontrado uma equação para a reta. 
A partir dela foi possível a realização de cálculos para a obtenção da massa 
desconhecida da última amostra. 
 
 
 
Figura 1. Gráfico relacionando o valor da massa de cobre pesada com o H-value 
encontrado pelo aplicativo Color Grab. 
y = 7.2034x + 190.67
R² = 0.9336
190
195
200
205
210
215
220
0.0000 1.0000 2.0000 3.0000 4.0000 5.0000
H
-v
al
u
e
Massa de Cu (III)
Quantidade de íons de Cu(III)
H value
Linear (H value)
 
 Como pode ser observado, a equação encontrada da reta foi de fy = 7,2034x + 
190,67, logo a massa desconhecida pode ser encontrada através valor de x. Também é 
considerar o valor de R que está próximo a 1 (um) indicando, portanto a qualidade da 
reta encontrada. O valor encontrado da massa de Cu para a solução desconhecida é de 
2,27g. 
 
5. Conclusão 
A ideia do uso do aplicativo foi bem inteligente. Devido ao manuseio do sufato de 
cobre, sabe-se que quanto maior sua concentração em uma solução, mas forte a cor azul 
aparenta. Já no campo da informatica, a imagem comunica-se por pixels que seriam a 
menor unidade da imagem principal. Cada pixel é formado por código que é 
interpretado pelo aparelho como uma cor. O aplicativo descrito no artigo lê esse pixel 
da imagem da solução e, pela tonalidade (interpretada através do código), sabe-se a 
concentração de CuSO4. 
Embora os resultados não serem tão precisos quanto um espectrofotômetro, o uso 
do aplicativo torna-se interessante e uma forma diferente de manter o aluno interessado 
e animado em um laboratório de química, visto que os smartphones estão presente no 
dia a dia de muitos deles. 
6. Bibliografia consultada 
 
[1] MONTANGERO, Marc. Determining the Amount of Copper (III) Ions in a Solution 
Using a Smartphone. Jornal of Chemical Education, DOI: 
10.1021/acs.jchemed.5b00167, 1759-1762, 2 de julho de 2015.