Quimica geral 5 (sulfato de cobre)

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Universidade Estácio de Sá – Campus Macaé
	
	
	Curso:
Engenharias
	Disciplina:
Química geral
	Código:CCE0032
	Turma: 3059
	
	
	Professor (a): Geórgia Bechara
	Data de Realização:
29/08/2017
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	Nome do Aluno (a): 
	Nº da matrícula: 
AULA PRÁTICA 05: CÁLCULOS QUÍMICOS DETERMINAÇÃO DA ÁGUA DE CRISTALIZAÇÃO DO SULFATO DE COBRE 
OBJETIVO 
Determinar experimentalmente, através do aquecimento, o número de moléculas de água na molécula de CuSO4.nH2O. 
INTRODUÇÃO
O termo sal hidratado aplica-se a um certo tipo de sais existentes. Nesses sais, temos a presença de uma molécula de água em sua constituição, tanto que a fórmula geral de um sal hidratado é representada da seguinte forma: (DIAS, 2017)
 XY. Z H2O
X é um cátion qualquer;
Y é um ânion qualquer;
Z é a quantidade de moléculas de água que se juntaram à molécula do sal simples XY.
A regra de nomenclatura de um sal hidratado é a seguinte:
Nome do ânion + de + nome do cátion+ prefixo que indica a + hidratado quantidade de moléculas de água
O sulfato de cobre (II) é um sólido azul cuja fórmula química é CuSO4 .5H2O. É também conhecido como vitríolo azul. (INFOPEDIA, 2017).
Das cinco moléculas de água que apresenta, este composto perde quatro moléculas de água a 110 ºC e a quinta molécula de água a 150 ºC, formando-se um composto anidro branco, rômbico e de densidade relativa de 3,6. (INFOPEDIA, 2017).
Neste composto cada ion cobre (II) encontra-se rodeado por quatro moléculas de água do quadrado, a quinta e a sexta posições são ocupadas por átomos de oxigénio dos aniões sulfato, e a quinta molécula de água mantém-se por ligações com o hidrogénio. (INFOPEDIA, 2017).
O sulfato de cobre (II) pentaidratado prepara-se ou por reação do óxido de cobre (II) ou do carbonato de cobre (II) com ácido sulfúrico diluído. A solução resultante é aquecida até à saturação e o sulfato de cobre (II) pentaidratado azul cristaliza por arrefecimento (normalmente adicionam-se algumas gotas de ácido sulfúrico diluído para evitar a hidrólise). (INFOPEDIA, 2017).
A nível industrial é obtido fazendo passar uma corrente de ar através de uma mistura quente de cobre e de ácido sulfúrico diluído. (INFOPEDIA, 2017).
O sulfato de cobre (II) pentaidratado apresenta inúmeras aplicações: na agricultura como fungicida, algicida, bactericida e herbicida; aditivo em alimentos e fertilizantes; como mordente em banhos fotográficos; como eletrólito nas pilhas; na preservação da madeira; na composição de pigmentos em tintas e em composições pirotécnicas. (INFOPEDIA, 2017).
A sua forma anidra é usada na detecção de traços de humidade. (INFOPEDIA, 2017).
MATERIAL NECESSÁRIO: 
1 cadinho de porcelana, almofariz e pistilo, pinça de madeira, tripé e tela de amianto. 
REAGENTES:
 CuSO4.nH2O (sulfato de cobre n hidratado). 
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL: 
Tarar a balança e pesar um cadinho de porcelana limpo. Anotar a massa: m1 = 29,65 g
Colocar no cadinho 1,0 a 1,2g de CuSO4.nH2O finamente pulverizado em um grau (ou almofariz). Pesar novamente e anotar a massa: m2 = 30,85 g
A diferença entre as duas pesagens nos fornecerá a massa do sal hidratado (antes de retirada da água). m3 = m2 - m1 = 30,85 – 29,65 = 1,200 g
 3. Colocar o cadinho com a substância sobre o tripé com a tela de amianto.
 4. Aquecer o cadinho cuidadosamente até que a substância se torne branca.
Observação: Controlar o aquecimento para que a temperatura não ultrapasse os 230oC.
 5. Transferir o cadinho, com a pinça de madeira para a bancada.
 6. Deixar esfriar até a temperatura ambiente e pesar novamente. Anotar a massa. m4 = 30,50g
CÁLCULOS: 
Massa de CuSO4.nH2O = m3 (g) 
Massa de CuSO4 (anidro) = m5(g) = m4 - m1
m5 = 30,50 – 29,65 = 0,8500 g 
Número de mols de CuSO4 = n1 
n1 = m5/M1 
Onde: M1 = massa molar do CuSO4 
n1 = 0,8500 / 159,50 = 0,0053 mols. 
Massa de água = m6 = m3 - m5 
m6 = 1,2000 – 0,8500 = 0,3500 g 
Número de mols de H2O = n2, 
n2 = m6/M2 
Onde: M2 = massa molar da água 
n2 = 0,3500 / 18,000 = 0,0194 mols. 
Número de mols de água em 1 mol de sulfato de cobre = X 
n2 n1 X 1 mol 
24 X mols = (n2x1)/n1 = 0,0194 / 0,0053 = 3,6604 mols 
Dados: Cu = 63,5u H = 1u S = 32u O = 16u. 
QUESTÕES: 
1. Quantos mols de Sulfato de Cobre hidratado foram usados na prática (massa m3)?
 R: 1 mol 6,02 x 10 23
x 1, 2000
6,02. 10 23 x = 1. 1,2000
X = 1,2000 _
6,02 x 10 23
X = 1,9933. 10 22
2. Por que o aquecimento com o sulfato de cobre não pode ser feito diretamente com a chama do bico de Bunsen? 
R: Porque não teríamos uma distribuição uniforme.
3. Qual a mudança de cor apresentada pela substância durante o aquecimento? 
R: Estava na cor azul e após o aquecimento o Sulfato de Cobre ficou esbranquiçado. Após a calcinação do sal ele revela uma coloração branca, pois as moléculas de água presentes, responsáveis pela coloração característica evaporaram, caracterizando-o com um sal anidro.
4. O que aconteceria com a substância se a temperatura do aquecimento fosse superior a 230oC? 
R: A temperatura mais elevada pode ocorrer uma reação secundária indesejável, ou seja, a aparecimento de um sal cinzento: Cu 2 (OH) 2 SO 4 .
A 650ºC o sulfato de cobre (II) decompõe-se em óxido de cobre (II) (CuO) e trióxido de enxofre (SO 3 ).
5. O que acontecerá ao Sulfato de Cobre se o deixarmos por um certo período sobre a bancada? 
R: O sulfato de cobre absorve água de umidade presente no ambiente. Esse fato explica-se por ele ser um composto higroscópico, ou seja, absorve com facilidade a água presente no ambiente. Assim caso deixasse o sulfato de cobre sobre a bancada ele absorve a umidade aumentando sua massa final, e voltando a ficar azul.
CONCLUSÃO:
Conclui-se que a decomposição do Sulfato de Cobre penta hidratado (CuSO4.n H2O), obtém-se dois compostos, o Sulfato de Cobre(CuSO4 ) e a Água (H2O), com característica sólida e azul se encontra o CuSO4 e a H2O com característica gasosa e incolor. Conclui-se que o CuSO4 é um cristal de cor branca, estando dessa forma após ser submetido a duas etapas, aquecimento do CuSO4, logo permitindo a separação da água existente e após o objetivo de secar o composto final. O rendimento obtido foi médio (aceitável).
O grau de hidratação esperado era de 5 mols de H2O mol para 1 mol de CuSO4, mas na análise realizada em grupo a média ficou em 3,6604 mols de H2O.
REFERENCIA BIBLIOGRAFICA:
DIAS, D. L. "Nomenclatura de sais hidratados"; Brasil Escola. Disponível em <http://brasilescola.uol.com.br/quimica/nomenclatura-sais-hidratados.htm>. Acesso em 11 de setembro de 2017.
INFOPÉDIA. “Sulfato de cobre (II)”; Infopédia. Disponível em <https://www.infopedia.pt/$sulfato-de-cobre-(ii)>. Acesso em 11 de setembro de 2017