Relatório 5

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CAMPUS SERTÃOZINHO
LICENCIATURA EM QUÍMICA
Preparação de Cloreto de Cobre (I)
Alunos: Bruno Vinícius Rodrigues
Caroline Rodrigues
Laís Del Lama
Marcela Eduarda Farias Rech
Relatório apresentado à disciplina de Química Inorgânica Experimental sob a supervisão do Professor Sidney de Aquino Neto. 
SERTÃOZINHO, MAIO DE 2018
Introdução
Historicamente, o cobre, tornou-se o primeiro metal utilizado pelo homem e era conhecido por muitas civilizações por pelo menos há 10.000 anos – no norte do Iraque foi encontrado vestígios de um colar de cobre com datação de 8.700 a.C.; considerando ainda que há possibilidades de ter sido descoberto anos antes. (RODRIGUES, 2007).
O cobre (Cu) é um elemento, cuja reatividade é baixa a ponto de dificultar sua obtenção natural, sendo melhor produzido a partir de sulfetos, como CuFeS2. O cobre obtido através deste minério passa por alguns processos chamados de piro metalúrgicos, utilizando altas temperaturas ou hidro metalúrgicos utilizando soluções em água (ATKINS, 2010). Desta forma, no piro metalúrgico, o minério enriquecido é cozido ao ar, de acordo com a figura 1, pode-se observar a reação:
Figura 1. Reação de extração do cobre.
Então, com a formação do CuS(s), ele passa por um processo de refinamento, onde com a ajuda de outros compostos, os íons do metal são reduzidos por meio de fusão. Ao mesmo tempo, o Enxofre (S) reduz a SO2, assim, a oxidação será completa quando ocorre a passagem de ar comprimido borbulhado na mistura de minério, calcário e areia (ATKINS, 2010), de acordo com a figura 2.
Figura 2. Reação de extração do cobre.
O cobre impuro que é produzido nestes processos pode ser refinado eletroquimicamente, sendo assim, utiliza-se o cobre impuro como ânodo e o cobre puro será produzido no cátodo. Os estados de oxidações possíveis para o Cobre são I e II, sendo o mais comum segundo, além de sua forma metálica Cuo. Sua coloração é dependente do tipo de elemento participante da ligação e estado de oxidação (ATKINS, 2010).
Objetivos
Os objetivos gerais deste trabalho foi a preparação do Cloreto de Cobre (I) pela redução de íons Cu (II) com íons Sulfito na presença de íons Cloreto.
Além disso, durante o experimento foram explorados alguns assuntos específicos como o entendimento da variação do Nox nos metais de transição, a estabilização dos estados de oxidação, os potenciais de eletrodos, conceitos de solubilidade, equilíbrio químico e óxido-redução. 
Materiais e Métodos
Materiais Utilizados
Béquer;
Bastão de vidro;
Proveta;
Balão volumétrico;
Pipeta de Pasteur;
Funil de Buchner;
Papel de filtro;
Pipeta graduada;
Vidro de relógio;
Kitassato;
Dessecador;
Balança analítica.
Reagentes Utilizados
Sulfito de Sódio Anidro (Na2SO3)
Cloreto de Cobre (II) (CuCl2.2H2O)
Ácido Clorídrico (HCl)
Ácido Acético Glacial (CH3COOH)
Éter;
Álcool. 
Procedimento Experimental
Solução 1: Pesou-se 10,005g de Sulfito de Sódio Anidro com o auxílio da balança analítica e em seguida, foi dissolvido em 50 mL de água destilada e reservado.
Solução 2: Pesou-se 13,030g de Cloreto de Cobre (II) com o auxílio da balança analítica e em seguida, foi dissolvido em 25 mL de água destilada e reservado.
Solução 3: Preparou-se uma solução de Ácido Sulfuroso, pesando 1,040g de Sulfito de Sódio com o auxílio da balança analítica e em seguida foi dissolvido em água destilada em um béquer, então foi adicionado em um balão volumétrico de 1L. Adicionou-se 12 mL de ácido clorídrico no balão volumétrico e completou o volume com água destilada.
Na capela, adicionou-se a solução de Sulfito de Sódio (solução 1) à solução de Cloreto de Cobre (II) (solução 2), agitando constantemente. Ao misturar as duas soluções, ficou-se em suspensão, o Cloreto de Cobre (II), que se diluiu com aproximadamente metade da solução de Ácido Sulfuroso (solução 3). Esperou-se a solução decantar e coletou-se o sólido por filtração por sucção. Lavou-se a primeira vez com Ácido Sulfuroso, então lavou-se com porções de Ácido Acético Glacial, Álcool e Éter, onde cada solvente possuía seu próprio descarte. Armazenou-se o sólido formado em um vidro de relógio e colocou-se no dessecador por uma semana e pesou-se o sólido formado.
Resultados e Discussões
Dando início a atividade experimental proposta, foram preparadas três soluções:
Solução 1: foram dissolvidos 10,005g de Sulfito de Sódio Anidro (Na2SO3), da marca Vetec Química Fina, em 50 mL de água, apresentando coloração branca como a inicial, mostrando que ocorreu somente a dissolução do sal em íons, mostrada na figura 3.
Figura 3. Dissolução do Na2SO3.
Solução 2: foram dissolvidos 13,030g de Cloreto de Cobre (II) (CuCl2.2H2O) ou conhecido também por Cloreto Cúprico Dihidratado, da marca Ecadil, em 25 mL de água, apresentando coloração verde, mostrando que ocorreu somente a dissolução do sal em íons, podendo ser observado segundo a figura 4.
Figura 4. Dissolução do CuCl2.2H2O.
Solução 3: foi preparada uma solução de Ácido Sulforoso (H2SO3), dissolvendo 1,040g de Sulfito de Sódio (Na2SO3) em 1 litro de água e adicionado 12 mL de Ácido Clorídrico (HCl) 2M. Ao final, a solução que era esbranquiçada, passou a ser incolor. A figura 5 exemplifica a reação desta solução.
Figura 5. Reação de Sulfito de Sódio e Ácido Clorídrico.
Após estes procedimentos, foi adicionada lentamente e com agitação constante em um béquer a solução de Sulfito de Sódio (Na2SO3) à solução de Cloreto de Cobre (II) (CuCl2) anteriormente preparadas e armazenadas; todo o processo foi realizado na capela do laboratório. A reação desta etapa pode ser vista na figura 6.
Figura 6. Reação entre Sulfito de Sódio e Cloreto de Cobre.
A solução formada, de aparência esverdeada clara e com pequenas espumas brancas possuía em suspensão o Cloreto de Cobre (II) (CuCl) e foi diluída com cerca de metade da solução 3 contendo Ácido Sulforoso (H2SO3) para melhor formação do Cloreto de Cobre (I) (CuCl), pois por alguns fatores como o contato com o oxigênio, a solução ainda possuía Cloreto de Cobre (II) (CuCl2). A solução resultante possuiu a coloração azul claro esbranquiçado, porém foi deixada em repouso até que assentasse o precipitado, de coloração branca e a solução sobrenadante na coloração azul claro. A formação dos produtos pode ser visualizada de acordo com a figura 7.
Figura 7. Reação entre H2SO3 e CuCl2 para a formação de CuCl.
Posteriormente, a solução sobrenadante foi decantada, e colocada em um béquer para descarte. O precipitado branco formado foi coletado por filtração de sucção onde o sólido ficou retido em um papel filtro para ser lavado com a solução de Ácido Sulfuroso para não ocorrer a oxidação do Cloreto de Cobre (I) (CuCl). 
Assim, o sólido resultante da filtração foi lavado com porções de soluções de Ácido Acético Glacial, Álcool e Éter e para cada uma dessas lavagens, foi realizada uma coleta para o descarte apropriado de cada solvente. Depois, o produto foi retirado do funil, colocado em um vidro de relógio juntamente com o papel de filtro e armazenado no dessecador por uma semana. A coloração do sólido era branca com tonalidade azul esverdeada nas extremidades, isso deve-se ao fato da oxidação do Cu+ para Cu2+.
Passado o tempo de secagem completa do sólido, o produto foi raspado do papel filtro para maior obtenção de CuCl e transferido para um béquer já tarado em uma balança analítica, obtendo o valor experimental de 5,922 gramas de Cloreto de Cobre (I).
Com quase todos os dados necessários para realizar o cálculo do rendimento deste experimento, foi calculada a massa teórica de Cloreto de Cobre (I) (CuCl), massa essa que deveria ter sido formada, porém, como há perdas durante os procedimentos, dificultou a exatidão deste valor. 
Primeiro, descobriu o número de mols do Cloreto de Cobre (II) (CuCl2), mostrado na equação 1.
 (Equação 1)
Onde:
n = número de mols;
m = massa da substância (g);
M = massa molar (g/mol) 
nCuCl2 = mCuCl2
 MCuCl2
nCuCl2= 13,030 g
 134,5 g/mol
nCuCl2 = 0,0969 mol.
De acordo com a reação da figura 7 e analisando os coeficientes, ao igualar o número de mols do Cloreto de Cobre (II) com o Cloreto de Cobre (I), temos que o número de mols do Cloreto de Cobre (I) é o mesmo que o número de mols do Cloreto de Cobre (II):
nCuCl2 = nCuCl
nCuCl = 0,0969 mol.
Com o número de mols do Cloreto de Cobre (I) evidente, foi possível calcular a massa teórica, utilizando a equação 1:
nCuCl = mCuCl
 MCuCl
0,0969 mol = mCuCl
 99 g/mol
mCuCl Teórica = 9,593 gramas.
Por fim, com todos os dados das massas teórica e experimental, foi calculado o rendimento obtido de Cloreto do Cobre (I).
9,593 gramas ------ 100%
5,922 gramas ----- X (%)
X = 61,73 %
Desta forma, o rendimento obtido de Cloreto de Cobre (I) (CuCl) nestes procedimentos da aula experimental, foi de 61,73%, percebendo que a porcentagem foi relativamente boa, levando em consideração as perdas durante os procedimentos.
Conclusões
A partir dos resultados obtidos, pode-se concluir que a prática experimental atingiu o objetivo, mostrando que a preparação do Cloreto de Cobre (I) pela redução de íons Cu (II) com íons Sulfito na presença de íons Cloreto foi concebida com êxito, pois o cálculo de rendimento final revelou ter sido de 61,73%, uma porcentagem relativamente alta, visto que durante os procedimentos, houveram perdas.
Referências Bibliográficas
ATKINS, P.; JONES, L. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 5. ed. Porto Alegre: Bookman, 2010. xxii ; [104], 677-678 p. 
RODRIGUES, A. R. (setembro de 2007). Melhoria no processo de Trefilação de Cobre. Disponível em: https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/handle/1884/39377/R%20-%20E%20-%20ALESSANDRO%20ROGERIO%20DE%20MORAES%20RODRIGUES.pdf?sequence=1. Acesso em: 04 de maio de 2018.