Relatório 3- DETERMINAÇÃO DA ÁGUA DE CRISTALIZAÇÃO DO SULFATO CÚPRICO

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Introdução
Esse relatório de experimento tem como objetivo descrever como, através de um experimento químico, é possível determinar a quantidade de moléculas de água presente no hidrato de sulfato cúprico. Para isso, vamos usar vários conceitos relacionados a reações como, termodinâmica, molaridade e substâncias inorgânicas.
A termodinâmica estuda as trocas de energia que ocorrem quando um sistema passa de um estado para o outro (Brady, 2000), em reações químicas é comum que isso aconteça. No experimento, descrito neste relatório, ocorrem reações de absorção e perda de calor, que é a manifestação de uma transferência de energia resultante de uma diferença de temperatura entre o sistema e a vizinhança (Fernandes, Pizzo & Moraes Jr., 2006). Essas reações envolvendo calor, podem ser diferenciadas em endotérmicas (absorção de calor) e exotérmicas (liberação de calor). O calor pode interferir diretamente em hidratos (substâncias que contém água) e em anidros (substâncias que não contém água). Quando um composto hidratado é exposto a uma energia em forma de calor, ele tende a perder a água, se transformando em um anidro, porém quando esse composto é novamente exposto a umidade, ele absorve a água do ambiente se tornando novamente um hidrato. 
Materiais Utilizados
Balança Analítica
Banho de Areia
Termômetro até 250°
Cadinho de Porcelana
Pinça Metálica
Dessecador
Reagentes
CuSO4.5H2O
Procedimento Experimental
Para que se obtenha melhores observações e resultados, a prática foi dividida em algumas etapas. 
Etapa 1- Pesagem do cadinho
Com o auxílio de papel toalha, pegou-se um cadinho, limpo e previamente calcinado, que estava em um dessecador. Após isso o cadinho foi colocado em uma balança analítica e anotou-se o peso da porcelana (m1)
Etapa 2- Pesagem do cadinho com CuSO4.5H2O e cálculo da massa do sal hidratado
Após o passo 1, colocou-se aos poucos no cadinho o CuSO4.5H2O, que estava finamente pulverizado, com o objetivo de atingir o valor de 2g. Anotou-se o peso final (m2)
Após isso, houve o cálculo da massa do sal hidratado, que foi realizado da seguinte forma matemática:
m3= m2 – m1 
O resultado foi anotado.
Etapa 3- Colocação do cadinho com a substância no banho de areia
Colocou-se o cadinho com a substância por 30 minutos no banho de areia de modo que a areia cobriu o cadinho até ¾ da altura.
Etapa 4- Controle da Temperatura e coloração
Durante a realização do passo 3, tomou-se o cuidado de não deixar que a temperatura excedesse 230°C, para isso usou-se o termômetro (que vai até 250°C) para controlar a temperatura, colocando-se o bulbo do termômetro na altura do fundo do cadinho para medi-la. 
Etapa 5- Transferência do cadinho para o dessecador
Depois que passou-se os 30 minutos de banho de areia, o cadinho foi transferido, com uma pinça metálica, previamente esterilizada, para o dessecador, onde ficou por mais 30 minutos.
Etapa 6- Pesagem do cadinho
Quando o cadinho, com a substância, chegou à temperatura ambiente ele foi novamente pesado, e seu peso foi anotado (m4i)
Etapa 7- Colocação do cadinho novamente no banho de areia
Após a pesagem o cadinho foi colocado novamente no banho de areia, por mais 30 minutos. A temperatura inicial do banho de areia quando o cadinho foi colocado era de 150°C, e semelhantemente ao passo 4, houve o controle da temperatura.
Etapa 8- Transferência do cadinho para o dessecador
Decorridos os 30 minutos, com a ajuda de uma pinça metálica (esterilizada), o cadinho foi transferido para o dessecador, onde ficou por 30 minutos. Depois disso ele foi pesado novamente e o seu peso foi anotado (m4ii)
Etapa 9- Cálculo
Para saber se as massas m4(i) e m4(ii) eram constantes, calculou-se a diferença entre elas, se a diferença não ultrapassasse 0,01g ou se m4(i)=m4(ii) as massas poderiam ser consideradas constantes. Caso isso não ocorresse era necessário repetir os passos 7,8 e 9 novamente até a massa ficar constante.
Resultados e Discussão
Etapas 1 e 2:
Quando o cadinho foi pesado, a balança indicou 28,8713g. Aos poucos fomos colocando o sulfato de cobre hidratado, nosso objetivo era que o peso chegasse até 30,8713g, pois, desse modo, teríamos colocado precisamente 2g da substância na porcelana, entretanto, devido à dificuldade em colocar esse valor exato, acabamos por colocar 0,0007g acima de nosso objetivo. Para chegar à massa do sal hidratado fizemos o seguinte cálculo:
M3= m2- m1 Eq.1
M3= 30,8720- 28,8713
M3= 2,0007g
 
Depois que pesamos a substância, levamos o cadinho para o banho de areia, onde ficou por 30 minutos, durante esse tempo percebemos que além da massa da substância diminuir, ela também mudou sua coloração (de azul para branco). A diminuição da massa ocorreu porque a substância inicial tinha como forma molecular CuSO4.5H2O, o que indicava que ela estava rodeada por cinco moléculas de água, mas conforme a substância foi recebendo energia, em forma de calor, as moléculas de água evaporaram, configurando assim uma reação endotérmica (o cadinho absorveu calor). O processo de mudança de cor está relacionado a uma reação exotérmica onde a perda de água para o ambiente configura a mudança de coloração.
Etapas 3 e 4
Foi necessário que, durante o banho de areia, não deixássemos a temperatura acima de 230°, pois, se isso ocorresse, resultaria em uma reação indesejável, formando um sal básico de coloração cinza.
Etapas 5 e 6
Ao transferirmos o cadinho para o dissecador, tivemos que tomar o cuidado de pegar uma pinça metálica esterilizada, caso não tivéssemos esse cuidado, as substâncias que porventura houvessem na pinça poderiam interferir em nosso experimento. 
Quando o cadinho estava no dissecador ele diminuiu a sua temperatura e também aos poucos voltou a sua coloração inicial (azul), isso porque quando o sal hidratado foi aquecido ele perdeu suas moléculas de água, se tornando um anidro, mas quando este foi resfriado ele perdeu calor em uma reação exotérmica e, desse modo, adquiriu aos poucos novas moléculas de água que garantiram a volta de sua coloração azul, além de ele se tornar novamente um hidrato.
Depois que os 30 minutos que o cadinho ficou no dissecador passaram, ele foi pesado novamente resultando na massa M4(i)=30,3748g. Constatamos assim, aquilo que tínhamos observado visualmente, que houve uma diminuição na massa da substância.
Etapas 7, 8 e 9
Repetimos os passos 3,4,5 e 6. Quando pesamos o cadinho o resultado foi M4(ii)= 30,3698g. Fizemos então o cálculo do passo 9:
M4= 30,3748 – 30,3698= 0.0050g
Observamos então que a massa do cadinho ficou constante.
Questionário
Por que o aquecimento do cadinho com sulfato cúprico não pode ser feito diretamente com a chama do bico de Bunsen?
R: Porque no bico de Bunsen a temperatura fica concentrada, a chapa é ideal para fazer o aquecimento do cadinho pois nela temperatura é homogênea, ou seja, o cadinho é aquecido igualmente. 
Por que é importante que o aquecimento da substância seja feito até se obter massa constante?
R: Porque quando a massa tornasse constante, a água foi liberada em vapor para o ambiente deixando apenas a massa da substância que interessa para o experimento.
Por que o bulbo do termômetro deve ficar na mesma altura do fundo do cadinho, no banho de areia?
R: A temperatura no fundo e na superfície irão apresentar valores diferentes, porém, na altura média a temperatura analisada é mais próxima da apresentada pelo material aquecido, nesse caso o cadinho. 
O que aconteceria com a substancia se a temperatura do aquecimento fosse superior a 230ºC?
R: Aconteceria uma segunda reação na qual o sulfato cúprico iria se decompor em um sal básico de coloração cinzenta, inviabilizando a experiência. 
Por que devemos aquecer a ponta da pinça metálica, ao usa-la para transferir o cadinho para o dessecador?
R: Porque ao aquecer a ponta da pinça estaremos eliminando qualquer impureza presente na extremidade do material, cuja poderia passar ao cadinho deixando a análise imprecisa. 
Conclusão
Em suma, constatamos queo procedimento experimental de evaporação da água de um composto é um processo delicado e por vezes demorado, requerendo atenção, paciência e habilidade técnica do analista. Obtivemos êxito em nossa experiência, visto que o sulfato cúprico mudou da cor azul para a branca, indicando a evaporação da massa de água contida na substância, e que conseguimos determinar o número de moléculas de água na molécula de CuSO4.5H2O.
Referências
James E. Brady, Gerard E. Humiston. Química Geral, Trad. 2.ed. Cristina M. P. Santos e Roberto B. Faria, vol.1 e 2.  LTC Editora, 1986.
Fernandes, Pizzo & Moraes Jr. Termodinâmica Química. 1. Ed. Universidade Federal do Ceará, 2006.