Síntese do Sulfato de Cobre (CuSO 4)

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Parte experimental

Materiais

Béquer de 100 ml;

Kitassato;

Papel de filtro;

Proveta de 50 ml;

Bastão de vidro;

Pipeta graduada 2 ml;

Tubos de ensaio;

Gelo.

Reagentes

CH3CH2OH P.A: 99,5% (NEON) CAS nº 64-17-5

NH4OH concentrado; (Vetec) concentração: 35% 1L = 0,910 kg

Solução de H2SO4 10% (v/v);

H2O2 30% (v/v); (Impex) Obs.: 35%

Fios de cobre;

H2O2 10% (v/v);

NaOH 10% (m/v).

Equipamentos

Chapa aquecedora; (PG Científica PATR: nº 13420)

Bomba de vácuo e sistema de filtração a vácuo. (modelo: 31131 prismatec bombas de vácuo)

Balança analítica. (Shmadzu Corporation; AUY220; máx.: 220 g; min.:10 mg; e: 1 mg; A: 0,1 mg.)

Metodologia

Foi realizada a pesagem dos fios de cobre, (como o experimento foi realizado em duplicata pesamos duas medidas de cobre) com os seguintes valores: 1ª 1,0087 e 2ª 1,0042 cada uma das medidas foi colocada em um béquer de 100 ml. Adicionou-se 15 ml de H2SO4 10% em cada um dos béqueres com os fios de cobre, em seguida adicionou-se 10 ml de Peróxido de hidrogênio (H2O2) 10%. A mistura então foi colocada em banho-maria até que a água chegasse á temperatura de 70 ºC e ficou sob agitação momentânea até que se dissolvesse, porém ela não se dissolveu por completo, por esse motivo, adicionamos 2 ml da solução de H2O2 35% à solução, e esta, continuou em aquecimento.

Retirou-se do banho-maria e deixou em resfriamento até que chegasse á temperatura ambiente. Em seguida foram adicionadas quantidades diferentes de etanol P.A gelado em cada uma das soluções, na solução 1 foram adicionados 20 ml e agitou-se por 10 minutos, na solução 2 foram adicionados 10 ml de etanol P.A e em seguida colocou-se o béquer em banho de gelo por 20 minutos.

Após os 10 minutos de agitação da solução 1, montou-se a estrutura de destilação a vácuo lavou o filtro de papel para a filtração com álcool e foi feita filtração da solução onde, obteve-se a formação do sólido 1, pesou-se e obteve-se 3,776 g. Depois de pesado o sólido 1 foi submetido á um teste para confirmação do produto. Coletou-se uma pequena quantidade do sólido e foi realizada a solubilização com 2 ml de água destilada, depois foi adicionado gota a gota, sob agitação, 4 gotas de amônia concentrada(NH4OH) até que se obteve uma coloração azul-escuro.

Na solução 2, após os 20 minutos de banho de gelo foi feita a lavagem do filtro de papel com álcool e foi feita a filtração a vácuo da solução onde, obtivemos o sólido 2,em quantidade muito pequena, portanto foi levado para refrigeração para que formasse mais cristais. Após uns 3minutos no refrigerador o sólido foi pesado e submetido ao teste de comprovação do produto. Retirou-se uma pequena quantidade do sólido, realizou-se a solubilização do mesmo com 2 ml de água destilada e adicionou-se gota a gota e sob agitação, a solução de NaOH 10%(m/v), após a adição de 15 gotas obteve-se um líquido azul gelatinoso.

Resultados e discussões

Foi preparadas soluções de H2SO4 a 10% solução foi feita pela aluna Mara Poliane, e o preparo de solução de H2O2 a 10% feita pelo aluno Valci Junior, e solução de NaOH 10% pela aluna Rosinide. Para a preparação da síntese de sulfeto de cobre.

O experimento resume-se na oxidação do fio de cobre para cobre2+, e na cristalização do cobre2+ para sulfato de cobre.

Reação de oxidação: perde elétrons→ nox aumenta: Cu0(s)→ Cu2+(aq)+ 2 e-

Após ser adicionado à solução de ácido sulfúrico na solução de oxido de cobre que tem uma tonalidade acinzentada, assim após a adição de H2SO4, foi notada uma mudança na cor, que passou a ter uma coloração azulada, como a alta temperatura serve para acelerar a reação que dissolve o oxido de cobre com o ácido sulfúrico. O experimento foi feito em duplicata, o primeiro experimento foi adicionado etanol 35% (o ideal seria o etanol 30% podendo haver interferência no resultado) e sob agitação por dez minutos foram obtidos os cristais formados do primeiro experimento, formado por CuSO4 foi a massa de 3,14 g. e 72,76%, de rendimento. Dados obtidos através da equação.

m(Cu)= 1,0087 g (peso dos fios de cobre)

MM(Cu)= 63,5 g.mol-1 (Cu=63,5 g. mol-1)

1 mol de Cu → 63,5 g

X → 1,0087

X= 0,0159 mol

Massa molar do CuSO4. 5H2O= 249,5 g. mol-1

1 mol de CuO → 249,5 g.mol-1 de CuSO4

0,0159 mol → x

X= 3,97 g (massa do sólido 1)

m(sal) = m2 - m1

m = 3,776 - 0,8872

m = 2,8888 g

M(massa do sal) 2,8888 g

Massa do sal é o peso do filtro de papel com os cristais obtidos menos o peso do filtro sem os cristais.

Rendimento do sal sintetizado.

3,97 g → 100%

2,8888 → x

X = 72,76%

O rendimento do primeiro experimento foi de 2,8888 g e 3,97 g obtido do rendimento teórico, de acordo com o desenvolvimento da equação, a reação teve um rendimento de 72,76%, um resultado satisfatório, porém os valores obtidos pode ter tido interferência na hora da filtração ou no