A maior rede de estudos do Brasil

Grátis
11 pág.
Relatório - Atividade 6 (O ciclo do cobre)

Pré-visualização | Página 1 de 2

Universidade Federal de Itajubá 
Instituto de Ciências Exatas – Departamento de Física e Química 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O ciclo do cobre 
 
 
 
 
 
Glenda de Souza Santos 25796 
Lucas Raposo Carvalho 23872 
 
 
 
ITAJUBÁ 
2012 
 
 
Universidade Federal de Itajubá 
Instituto de Ciências Exatas – Departamento de Física e Química 
 
 
 
 
 
Glenda de Souza Santos 25796 
Lucas Raposo Carvalho 23872 
 
 
O ciclo do cobre 
 
Relatório submetido à Prof.ª Márica, como 
requisito parcial para aprovação na disciplina 
de Química Experimental do curso de 
graduação em Química Bacharelado da 
Universidade Federal de Itajubá. 
 
 
 
ITAJUBÁ 
2012 
 
 
SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 4 
2. MATERIAIS E MÉTODOS .................................................................................... 5 
3. RESULTADOS E DISCUSSÕES ........................................................................ 7 
4. CONCLUSÃO ....................................................................................................... 10 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................ 11 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 O ciclo do cobre, como o já dito, são transformações onde o reagente 
inicial e o produto final é o cobre metálico. A transformação deste em seus 
compostos ou de seus compostos em cobre metálico envolve diferentes tipos 
de reações químicas (ácido-base, redox, decomposição e precipitação) e 
procedimentos básicos usados com frequência nos laboratórios de química, 
como, filtração e dissolução de materiais utilizando ácidos fortes manipulados 
na capela. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. MATERIAIS E MÉTODOS 
 Primeiramente, foi pesada uma quantia de aproximadamente 0,5 g de 
Cobre, quantia transferida para um béquer de 250 mL. Após a transferência, 
adicionou-se 4,0 mL de ácido nítrico (HNO3) concentrado e foi necessário 
esperar a reação acabar. Esta parte do processo foi realizada na capela. 
 Ao béquer usado anteriormente, foram adicionados 100 mL de água 
destilada e em seguida 30,0 mL de hidróxido de sódio (NaOH) de concentração 
3,0 mol/L. 
 Depois de adicionado o hidróxido de sódio, foi orientada a transferência 
do béquer até um agitado magnético com aquecimento devidamente calibrado 
(apenas a função de aquecimento foi usada no experimento), assim como a 
agitação do conteúdo do béquer com um bastão de vidro até que a solução 
mudasse de cor. 
 Enquanto a solução do béquer era aquecida, foi necessário preparar um 
funil analítico usado dois papéis de filtro. Terminada a reação no béquer, 
verificada através da mudança total de cor da solução, o precipitado foi filtrado, 
usando 200 mL de água quente para lavar o béquer durante o processo, de 
modo que a quantidade máxima de resíduo fosse extraída. O filtrado foi 
recolhido em um béquer de 250 mL. 
 Ao sólido recolhido, foram adicionados 15,0 mL de ácido sulfúrico 
(H2SO4) de concentração 6,0 mol/L, adicionando-se imediatamente 2,0 g de 
Zinco. Essa etapa do procedimento foi realizada na capela. 
 Após a decantação do sólido, foi adicionado ao conteúdo do béquer 10,0 
mL de ácido clorídrico (HCl) concentrado, etapa também realizada na capela. 
 Foi necessário o preparo de outro funil analítico usando, porém, apenas 
um papel de filtro. O sólido formado na etapa anterior foi filtrado, e em seguida, 
foi lavado com 10,0 mL de acetona. Essa etapa do procedimento foi realizada 
na capela. 
 O sólido filtrado foi transferido para uma cápsula de porcelana, ainda no 
filtro. O conjunto foi colocado sobre o agitador magnético com aquecimento, 
 
sendo usada somente a função de aquecimento nessa etapa. Após a secagem 
do sólido, este foi retirado do papel de filtro, colocado em um vidro de relógio, e 
pesado. 
 Por fim, foi solicitado o cálculo do rendimento da massa de cobre, 
comparando a massa do metal obtida no final do experimento com a usada 
inicialmente através da seguinte fórmula: 
 • Fórmula 1: Rendimento da massa de cobre final em relação à inicial: 
fio
Cu
m
m 100
 
 Onde: 
 - mCu: Massa de cobre obtida no final do experimento. 
 - mfio: Massa de cobre utilizada no início do experimento 
 - η: rendimento 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
 • Etapa 1: 
 - Reação de Oxirredução: 
 • Equação 1: Oxirredução do Cobre metálico usando ácido nítrico: 
)(2)(2)(23)(3)( )( glaqaqs NOOHNOCuHNOCu 
 
 - Massa de cobre pesada: 0,4960g 
 - Volume de ácido nítrico usado: 6,2 mL 
 Nesta etapa, verificou-se a liberação de uma fumaça tóxica de 
coloração marrom que, através da análise da equação 1, provou ser o dióxido 
de nitrogênio (NO2). Além disso, a coloração da solução resultante tornou-se 
azul, devido a presença de íons Cobre (Cu2+), provenientes do Nitrato de Cobre 
(Cu(NO3)2). Por fim, foi necessária a adição de 2,2 mL de ácido nítrico além 
dos 4,0 mL esperado pelo fato de a reação estar demorando muito, o que 
poderia comprometer o tempo disponível para fazer as etapas seguintes. 
 • Etapa 2: 
 - Reação de permuta iônica: 
 • Equação 2: Permuta iônica entre Nitrato de Cobre e Hidróxido de 
Sódio: 
)(3)(2)(23 )()()( aqsaq NONaOHCuNaOHNOCu 
 
 Não foi notada mudança de cor ao adicionar o hidróxido de sódio à 
solução de nitrato de cobre. 
 • Etapa 3: 
 - Reação de decomposição térmica: 
 • Equação 3: Decomposição térmica do Hidróxido de Cobre 
 
)(2)()(2)( lss OHCuOOHCu 
 
 Notou-se a formação de um precipitado de coloração preta que, através 
da equação 3, provou ser o óxido de cobre, o qual decantou durante o 
aquecimento, dando origem à um conteúdo bifásico, havendo a fase líquida, 
contendo água, acima da fase sólida, contendo o óxido. 
 • Etapa 5: 
 - Reação de substituição: 
 • Equação 4: Substituição do íon Cobre do óxido de cobre em uma 
solução de ácido sulfúrico: 
)(2)(4)(42)( laqaqs OHCuSOSOHCuO 
 
 Notou-se o retorno da coloração azul à solução, devido a presença de 
íons cobre na solução, provenientes desta vez do sulfato de cobre. 
 - Reação de Oxirredução: 
 • Equação 5: Oxirredução do Zinco metálico usando sulfato de cobre: 
)()(4))(4 saqsaq CuZnSOZnCuSO 
 
 - Massa de Zinco pesada: 2,0096 g (aproximadamente 0,3 mol, quantidade 
calculada através da massa molar do zinco – 65,38 g.mol-1) 
 - Volume de HCl: 10,0 mL (aproximadamente 0,32 mols, quantidade calculada 
através da densidade do ácido clorídrico concentrado – 1,18 g.ml-1 - e através 
da massa molar do ácido – 36,46 g.mol-1). 
 Durante o processo de oxirredução, notaram-se a efervescência da 
solução, uma liberação de vapor, e um aparente aquecimento da solução, 
evidências de uma reação exotérmica. Além disso, a coloração inicial do zinco 
metálico (prata) deu lugar à uma coloração avermelhada, tendendo para o 
 
vinho, coloração esta que tende à natural do cobre metálico, evidenciando a 
deposição dos íons cobre (redução) nos pedaços de zinco. 
 • Etapa 8: 
 - Massa final de Cobre pesada: 0,4209 g 
 - Rendimento da massa de cobre final em relação à inicial (fazendo uso da 
Fórmula 1): 84,86% 
 Alguns dos fatores que podem ter provocado o rendimento obtido 
podem ser impurezas presentes nos metais usados e obtidos, como o cobre 
inicial, o zinco usado na reação, e o cobre