DETERMINAÇÃO DA FÓRMULA DE UM HIDRATO

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ 
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS -­ DEPARTAMENTO DE QUÍMICA 
QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL (CÓD.1588)
ENGENHARIA DE ALIMENTOS
10
DETERMINAÇÃO DA FÓRMULA DE UM HIDRATO
 Acadêmicos: RA: 
 
 Andria Watanabe de Godoy 103204
 Fábio Luiz Vieira Frez 102745
Rayssa Sakaguti Koyama 103247
Rodrigo Yukio Takata Nacano 106176
 Prof° Douglas Vanzin 
Maringá / 2017
1- INTRODUÇÃO
Na natureza temos o cobre, um elemento mineral essencial e amplamente distribuído na natureza. Com várias formas, é ainda utilizado na forma de sal (sulfato de cobre) mais na área agrícola, como pesticidas, fungicida e herbicidas, a sua forma anidra é usada na detecção de traços de umidade. A princípio essa substância era utilizada como um fármaco, sendo abandonada após a sua grande toxicidade sistêmica (LEBRE, et al. 2005). 
O sulfato de cobre penta hidratado é uma substância de fórmula química CuSO4 5H2O, contendo uma densidade relativa de 3.60g/cm3 (ANTONY, et al.2003) é o mais utilizado para demonstrações de reações exotérmicas. Com relação às moléculas de água presente, quatro delas são perdidas quando a aquecemos a substância a 110ºC, a última molécula é perdida após alcançar 150ºC, sendo caracterizado por um composto anidro de coloração cinza/branco. 
	Um composto hidratado é todo aquele que apresenta na sua composição moléculas de água, de forma geral os hidratados mais conhecidos são os sólidos cristalizados que perdem sua estruturas fundamentais ao remover essas moléculas de água. Um sal com água de cristalização associada é conhecido como um hidrato. A estrutura dos hidratos pode ser bastante elaborada, por causa da existência de ligações de hidrogênio que definem estruturas poliméricas. 
	Quando uma solução aquosa de um sólido iônico é evaporada até que se cristalize, o sólido cristalino que resulta parece seco, contudo quando aquecido desprende grande quantidade de água. A molécula citada acima é um sal cristalino, denominado de hidrato, e a água presente na água é chamada de água de hidratação. Os hidratos tem uma composição constante, representada por suas fórmulas e portanto são compostos químicos. Quando pegamos a substância e retiramos a água, por meio de aquecimento por exemplo, o hidrato se torna um sal anidro, tendo como resultante uma composto com perda de cor de até mudando sua forma, podendo voltar seu estado hidratado apenas sendo exposto ao ar úmido na temperatura ambiente. 
	Os sais anidros ou hidratados, possuem ainda propriedades com relação à forma como estes interagem com a água do meio ambiente no estado gasoso (vapor de água). A primeira propriedade é a higroscopia, que compreende na tendência de alguns sais em absorver a umidade do ar, sem que se dissolva nela. A deliquescência por sua vez, é outra propriedade dos sais hidratados, e corresponde na predisposição de absorção da umidade do ar, dissolvendo-se nela, a apresentando um aspecto “molhado”. Por fim, a eflorescência é a propriedade dos sais hidratados que consiste na liberação de moléculas de água por exposição dos sais ao ar. Os sais perdem toda ou parte da sua água de cristalização, tornando-se pó seco.
2- OBJETIVO
Determinar a fórmula empírica de um sal hidratado (hidrato).
3- MATERIAIS UTILIZADOS
 Cadinho
 Bico de meker
 Tripé 
 Tela de amianto
 Balança digital
 CuSO4 . n 
 Vidro de relógio 
 Pinça metálica
4 - PROCEDIMENTO
	Primeiramente, o cadinho foi aquecido na bico de meker com a ajuda da tela de amianto, assim, qualquer humidade presente na porcelana que compõe o cadinho seria evaporada, inibindo um possível erro. Logo em seguida o cadinho foi posto na bancada sob a tela de amianto com o auxílio de uma pinça metálica, para diminuir sua temperatura.
	Quando o cadinho obteve uma temperatura onde seria possível ser levado à balança, sua massa foi aferida, e adicionou-se 2,97± 0,01g de cristais de sulfato de cobre pentahidratado.
	O cadinho, portanto, foi aquecido, de forma com que toda a água presente no sulfato de cobre fosse perdida, e isso pode ser averiguado levando em consideração que o sulfato de cobre anidro possui uma coloração cinza, enquanto o sulfato de cobre penta hidratado é azul.
	Quando o resultado esperado foi obtido, o cadinho foi tampado para evitar uma absorção da umidade do ar, e posto na bancada sob a tela de amianto para perder temperatura.
	Por fim, o cadinho foi pesado, com a intenção de se obter a massa do sulfato de cobre anidro.
	
5- RESULTADOS E DISCUSSÕES
 
Ao medir-se a massa de um cadinho, obtivemos a massa de 24,75 ± 0,01g; 
Ao medir-se a massa do (cadinho +hidrato), obtivemos a massa de 27,72 ± 0,01g; 
Após o aquecimento do (cadinho + hidrato), obtivemos o sistema (cadinho + sal anidro) pela evaporação da água, e uma massa de 26,65 ± 0,01g; 
A massa do hidrato foi obtida pela subtração do sistema (cadinho + hidrato ) pela massa do cadinho, resultando em 2,97 g ± 0,01g; 
Por sua vez, a massa do sal anidro, foi obtida pela subtração do sistema (cadinho + sal anidro) pela massa do cadinho, resultando em 1,90 g ± 0,01g; 
Para determinar a fórmula do hidrato, calculou-se o número de mols de molécula de água na amostra e o número de moléculas de água presente em um mol do hidrato;
Massa molar da água = 18 g/mol
Massa molar do Sulfato de cobre = 159,62 g/mol
Por regra de três é definido a quantidade de mols de água e de Sulfato de cobre presentes, onde : 
se 1 mol = 18g de H2O
 x mol = 1,07 g de H2O sendo que x equivale a 0,0594 mols de água.
e se 1 mol = 159,62 g de CuSO4 
 x mol = 1,90 g de CuSO4 sendo que x equivale a 0,0119 mols de sulfato de cobre. 
	Para determinar a quantidade de mols de água presente em um mol de sulfato de cobre, utilizaremos os valores obtidos, relacionando-os da seguinte maneira:
		0,0119 mols de sulfato = 0,0594 mols de água
		1 mol de sulfato = x mols de água
	Sendo que x equivale a 4,99 mols de água, arredondando para 5 mols de H2O, dessa maneira, obtemos que a fórmula molecular da substância é CuSO4 5H2O, ou seja um sulfato de cobre pentahidratado.
	Durante o experimento, o cadinho foi diretamente tocado duas vezes, o que pode causar um erro gerado pela gordura que é naturalmente criada pela pele humana, sendo assim, este contaminante teve seu peso aferido juntamente com o sulfato de cobre anidro, ou seja, a massa obtida pode não ter sido apenas do sal.
	Por fim, foi possível observar a mudança de cor do sulfato de cobre, de azul intenso para um cinza/branco opaco, e por teste ao adicionar água novamente, foi possível observar a volta da coloração azulada.
6 - CONCLUSÃO 
	A partir do aquecimento da substância obteve-se dois compostos, sendo eles o sulfato de cobre, no estado sólido, e água, no estado gasoso. Com isso, foi possível observar a mudança física da substância de um azul vibrante para um cinza opaco. 	
Além disso, com o experimento realizado, foi possível alcançar o objetivo de determinar a fórmula empírica de um sal hidratado, apenas com o peso do CuSO4 e a técnica de evaporação das moléculas de água presente, relacionando com a variação de peso antes e depois do aquecimento. Entende-se portanto, que foi conclusiva a prática realizada, satisfazendo o objetivo proposto.
REFERÊNCIAS
LEBRE, Rosário et al. Intoxicação aguda por sulfato de cobre: caso clínico. 2005.
ANTONY, John W.et al. Handbook of Mineralogy (2003)