Síntese Sulfato de Cobre

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO 
Bacharelado em Ciência e Tecnologia- BCT 
 
 
 
 
 
 Síntese do Sulfato de Cobre 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Arthur Araújo 
Maria Victória Siqueira 
 
 
 
 
Professora Drª. Marli Leite de Moraes 
Turma IA 
São José dos Campos- SP 
Maio/2018 
1. INTRODUÇÃO 
 
Nas reações de síntese sempre são formados novos produtos a partir de 
reagentes menos complexos. As sínteses podem ser totais, quando todos os reagentes 
são simples, compostas por um único elemento químico ou parcial, quando os 
reagentes são substâncias compostas, formadas por mais de um elemento químico. 
Na síntese inorgânica geralmente pode-se obter sais simples ou sais hidratados. 
Os sais simples são compostos iônicos, geralmente obtidos por reações entre um ácido 
e uma base, e os sais hidratados são os que contêm água na composição, que são 
localizadas no arranjo cristalino. 
O sulfato de cobre é um sal simples, de cor azul forte e cristalino. É mais 
utilizado como fungicida e também como bactericida e herbicida, evitando o 
crescimento de microorganismos e fungos. Sua síntese é traduzida com a equação: 
H2SO4(aq) + CuO(aq) + 4H2O(l) → CuSO4.5H2O(s) 
CuSO4.5H2O(s) → CuSO4(s) + 5H2O(g) 
Para demonstrar reações exotérmicas, o sulfato de cobre é bastante utilizado, já 
que quando se aquece na sua forma pentahidratada, evapora a água e se transforma 
em anidro, possuindo uma cor cinzenta. Quando é hidratado, volta a ser pentahidratado 
e obtém novamente a cor azul. 
 
 
2. OBJETIVO 
 
O experimento realizado teve como objetivo a síntese do sulfato de cobre 
(CuSO4) a partir do óxido de alumínio (CuO) e sua caracterização, juntamente com o 
crescimento dos seus cristais. 
 
 
 
 
 
3. METODOLOGIA 
 
Sintese do CuSO4. 5H2O 
Pesou-se 3,0359 g de CuO em um béquer. Sob agitação constante, foi 
adicionado lentamente 30 mL de H2SO4 com concentração de 4,5 mol/L. A solução foi 
aquecida, mas sem que entrasse em ebulição, até a completa dissolução do CuO, 
onde obteve uma forte coloração azul. A solução foi deixada em completo repouso até 
que a temperatura alcançasse a mesma do ambiente, onde foi possível observar os 
primeiros cristais. O béquer com a solução foi colocado em banho de gelo até a total 
cristalização. 
 Foi retirado aproximadamente 1,0 ml da solução com uma proveta, para ser 
utilizado em outra etapa, e a solução foi filtrada e os cristais foram transferidos para o 
papel filtro, juntamente com o vidro relógio previamente pesados e deixados para secar 
na estufa e posteriormente pesados. 
Caracterização 
 Na proveta, com a solução reservada anteriormente, completou-se com água 
destilada até o volume de 10 mL, e transferiu-se 1 mL em dois tubos de ensaio. No 
primeiro tubo, foi adicionado gota a gota o mesmo volume de BaCl2 com concentração 
de 0,1 mol/L. No segundo tubo, foi adicionado da mesma forma e no mesmo volume, 
uma solução de NaOH com concentração de 0,1 mol/L. 
Utilizando do produto formado na síntese, pesou-se 0,25 g que foi dissolvido em 
10 mL de água. Dessa solução, foi adicionado 1 mL em dois novos tubos de ensaio. No 
primeiro tubo, adicionou-se o mesmo volume de uma solução de BaCl2 com 
concentração de 0,1 mol/L, enquanto no segundo tubo foi adicionado o mesmo volume 
de uma solução de NaOH com concentração de 0,1 mol/L. 
 
Cristalização do CuSO4. 5H2O 
 Pesou-se 13,506 g de CuSO4. 5H2O e foi adicionado em 50 mL de água, 
gerando assim uma solução supersaturada, que foi aquecida até a total dissolução do 
sólido. Pendurou-se um pequeno pedaço de fio de cobre na solução e foi deixada para 
cristalizar. 
Síntese do [Cu(NH3)4] SO4. H2O 
Em um Béquer, adicionou-se 2,544 g de CuSO4. 5H2O, que foi triturado em um 
almofariz, juntamente com uma solução de 4,0 mL de amônia concentrada e 2,5 mL de 
água, agitando até a completa dissolução do pó. A solução foi colocada em banho de 
gelo, e adicionado 4,0 mL de álcool etílico sob agitação, deixando a solução em 
repouso por 30 min, até o surgimento dos cristais. Posteriormente os cristais foram 
filtrados e deixados para secar a temperatura ambiente. 
 
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
1. Síntese do CuSO4 .5H2O 
Na adição de 30 ml de H2SO4 4,5 mol/l em 3,03 g de CuO, após a dissolução 
completa do soluto no solvente, a solução obteve-se uma coloração azul e o processo 
pode ser descrito pela reação abaixo: 
CuO(s) + H2SO4 (aq) + 4H2O ⇆ CuSO4(aq) + 5H2O 
Após o descanso da solução no banho de gelo, a filtragem dos cristais e a 
secagem da mistura na estufa, obteve-se 5,39 g de CuSO4 .5H2O, ilustrado na figura 
abaixo: 
 
Figura1: CuSO4. .5H2O obtido após a secagem. 
Com esse resultado, tem-se o rendimento da reação: 
Massa molar de CuO = 79, 5g Massa de CuO pesada = 3,03 g 
Massa molar do CuSO4 .5H2O = 249, 5g Massa de CuSO4 .5H2O obtida =5,39 
 Pela regra de três simples, tem-se a massa de CuSO4 .5H2O teórica: 
79, 5g de CuO ---------------------------- 249, 5g de CuSO4 .5H2O 
3,03g de CuO ----------------------------- x 
𝑥 = 
755,98
79,5
= 9,50 𝑔 de CuSO4 .5H2O 
 
 
9,50g de CuSO4 .5H2O --------------------- 100 % 
5,39g de CuSO4 .5H2O --------------------- x 
𝑥 =
539
9,50
= 56,7% 
O valor encontrado para o rendimento pode ser atribuído a erros experimentais, na 
temperatura da chapa de aquecimento, no tempo do banho de gelo, filtração e até o 
tempo na estufa, podendo ocasionar a perda de material. 
 
 1-Justifique a presença da cor marcante azul no sal hidratado de cobre e ausência (ou 
muito fraca) no sal anidro. 
 
 A presença da molécula de água na composição do sal hidratado provoca uma 
reação exotérmica e causa a cor marcante azul característica dos íons com carga 2+ 
quando estão em contato com água, como é o caso do cobre. Já quando o não há a 
presença de água, como no caso do sal anidro, ele possui uma coloração branca. 
Tanto a hidratação e a desidratação do sal são reações reversíveis. 
 
2. Caracterização 
 No primeiro tubo, foi adicionado BaCl2 com concentração de 0,1 mol/l na solução 
feita na síntese do CuSO4. 5H2O, resultando na reação abaixo: 
 CuSO4. 5H2O(aq) + BaCl2 (l) → CuCl2 (aq) + BaSO4 (s) + 5 H2O (l) 
Desde a adição da primeira gota de Bacl2, o líquído ficou esbranquiçado com um 
aspecto turvo, o responsável pela coloração branca da solução é o sulfato de bário. 
 No segundo tubo foi adicionado NaOH (l) na solução feita na síntese do CuSO4. 
5H2O, resultando na reação abaixo: 
CuSO4. 5H2O(aq) + 2 NaOH (aq) →CuOH2 (aq) + Na2SO4 (aq) + 5H2O (l) 
Mesmo o NaOH reagindo com o CuSO4, não foi possível observar mudanças aparentes 
na solução. 
 
Para os tubos 3 e 4, foi preparado uma solução (2) 0,25g do sal sulfato de cobre 
pentahidratado dissolvido em 10 mL de água destilada. 
No terceiro tubo foi adicionado BaCl2 na solução (2), resultando na reação 
abaixo: 
CuSO4. 5H2O(aq) + BaCl2 (l) → CuCl2 (aq) + BaSO4 (s) + 5 H2O (l) 
A solução obteve coloração esbranquiçada desde a primeira gota, resultado da reação 
acima que gerou o sulfato de bário 
No quarto tubo, foi adicionado NaOH (l) na solução (2), resultando na reação 
abaixo: 
CuSO4. 5H2O(aq) + 2 NaOH (aq) →CuOH2 (aq) + Na2SO4 (aq) + 5H2O (l) 
A solução obteve uma coloração azulada e um comportamento bifásico, sendo o 
precipitado o hidróxido de cobre CuOH2. 
 
2- Porque utilizou-se etanol gelado para lavar os cristais de sulfato de cobre e alúmen 
de alumínio e potássio? 
 
Utilizou-se etanol gelado pois ele tem a propriedade e manter as impurezas presentes 
no composto dissolvidas. 
 
 
3. Cristalização do CuSO4. 5H2O 
 A partir de uma solução supersaturada de 13,5g de CuSO4. 5H2O de em 50 ml 
de água e deixando a semente mergulhada na solução durante aproximadamente duas 
semanas, formou-se o cristal de CuSO4. 5H2O como ilustrado na figura abaixo: 
 
 
Figura 2: Cristal de CuSO4. 5H2O 
A cristalização ocorreu de forma espontânea, pela dissipação de energia do sistema e 
arranjo das ligações químicas entre os cátions e ânions formando estruturas 
tridimensionais e ordenadas. 
 
 
4- No experimento de cristalização, porque foi adicionado álcool na etapa 3 da parte 2, 
síntese do [Cu(NH3 )4 ]SO4 .H2O? 
Porque o álcool é um líquido volátil e solúvel , o que facilita as moléculas do solvente 
incorporar na rede cristalina do composto. 
 
5. CONCLUSÃO 
Nas reações de síntese inorgânica podem-se obter sais simples, como o caso 
do sulfato de cobre, que também é muito utilizado para demonstrar reações 
exotérmicas. Durante a realização do experimento pode ser verificado que a solução de 
CuO e H2SO4 ao ser aquecida obtêm uma coloração azulada, e na medida em que a 
temperatura aumenta a solução se tornava mais homogênea. 
O valor encontrado para o rendimento da síntese pode ser atribuído a erros 
experimentais, como na filtração e na transferência da solução nas vidrarias, onde 
pode ocorrer perda da massa. Também na etapa da cristalização do sulfato de cobre 
foi possível verificar a influência direta da temperatura na solubilidade da solução, já 
que em baixas temperaturas é criada uma supersaturação, auxiliando na cristalização 
do sal. 
 
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
[1] Russel, J. B. Química Geral, Vol. 1. 2ª edição, São Paulo; Makron Books, 1994 
 
[2] Síntese e Caracterização do [Cu(NH3 )4 ]SO4 .H2O 
Disponivel em 
<http://www.ufjf.br/quimicaead/files/2013/05/CuNH34SO4.H2O.pdf> 
Acesso em: 28 mai. 2018