Escola Secundária António Nobre
Técnicas Laboratoriais de Química II
1 de Fevereiro de 2004
Síntese do Sulfato de
Amónio e Cobre (II)
hexaidratado
Síntese de Sulfato de Amónio e Cobre (II) hexaidratado
Experiência realizada por:
Zé N.º12 – 11ºC
Ricardo Vieira N.º 18 – 11ºC
Ricardo Pinto N.º 20 – 11ºC
Tânia Raquel N.º 25 – 11ºC
Relatório realizado por:
Tânia Raquel N.º 25 – 11ºC
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Síntese de Sulfato de Amónio e Cobre (II) hexaidratado
Introdução
♦ Objectivos................................................................................................ 4
♦ Fundamentos Teóricos Essenciais .................................................... 5 e 6
♦ Protocolo
•
Material e Reagentes ......................................................................... 7
•
Procedimento Experimental ............................................................... 8
♦ Cálculos........................................................................................... 9 e 10
♦ Observações ......................................................................................... 11
♦ Discussão .............................................................................................. 12
♦ Conclusão.............................................................................................. 13
♦ Bibliografia............................................................................................. 14
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Síntese de Sulfato de Amónio e Cobre (II) hexaidratado
Objectivos
• Sintetizar sulfato de amónio e cobre (II) hexaidratado
CuSO4.5H2O (aq) + (NH4)2SO4 (aq) + H2O (l) Î Cu(NH4)2(SO4)2.6H2O (s)
• Calcular o rendimento dessa reacção de síntese.
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Síntese de Sulfato de Amónio e Cobre (II) hexaidratado
Fundamentos Teóricos Essenciais
A palavra sal, sem qualquer designação, subentende quase sempre por
sal comum, sal de cozinha ou sal marinho; é constituído por cloreto de sódio
mais ou menos puro. Este é usado para a indústria de soda, indústria electroquímica e também para a alimentação.
Encontram-se espalhados pela natureza : no reino mineral (constituintes
das rochas, minerais, em soluções nas águas dos mares, rios e fontes); no
reino animal e vegetal (fazendo parte dos organismos dos seres vivos).
Um sal é uma substância resultante da reacção entre um ácido e uma
base, um ácido e um metal ou um ácido e um óxido metálico.
Os sais são constituídos por iões ligados por forças de atracção eléctricas que
se estabelecem entre iões de cargas com sinais opostos. Os sais, dependendo
do número de aniões e catiões que os constituem podem ser classificados em
sais simples, duplos ou complexos:
Sais simples Î sais que são formados apenas por um único tipo de
anião e um único tipo de catião;
Sais duplos Î sais que são formados apenas por um único tipo de
anião e vários tipos de catiões ou, um tipo de catião e vários tipos de aniões.
Sais complexos Î são espécies químicas neutras que contêm pelo
menos um ião complexo. Ião complexo é um ião que contem um catião
metálico central ligado a uma ou mais moléculas ou iões ligados.
Na nomenclatura dos sais simples lê-se primeiro o nome do anião e
seguidamente o nome do catião. Porém, na nomenclatura dos sais duplos
quando existe um anião e vários catiões, lê-se primeiro o nome do anião e
depois o nome dos catiões (por ordem alfabética) e, quando existem vários
aniões e um catião lêem-se primeiro os nomes dos aniões (por ordem
alfabética) e por fim o nome do catião.
Os sais atendendo à sua constituição, podem também ser sais
hidratados ou anidros. Assim, a um sal que não contém na sua estrutura
moléculas de água dá-se o nome de sal anidro e, a um sal que tem na sua
estrutura, para além de iões, moléculas de água dá-se o nome de sal
hidratado. A nomenclatura deste tipo de sais faz-se mencionando em primeiro
lugar o nome do sal e em seguida a água de cristalização. À água presente na
estrutura dos sais hidratados atribui-se o nome de água de cristalização.
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Síntese de Sulfato de Amónio e Cobre (II) hexaidratado
Os sais têm propriedades, tais como:
Eflorescência (de sais hidratados) Î sais eflorescentes são aqueles
que, quando expostos ao ar, perdem toda ou parte da sua água de
cristalização, tornando-se pulverulentos, isto é, o seu aspecto é o de um pó
seco.
Higroscopia (de sais anidros) Î sais higroscópicos são os que
absorvem a humidade do ar mas não se dissolvem nela.
Deliquescência Î sais deliquescentes são os que absorvem a
humidade do ar, dissolvendo-se nela (caso extremo da Higroscopia).
Para se sintetizar algum sal tem que se saber o que é e como
fazer uma cristalização.
A cristalização de um constituinte de uma fase liquida consiste na
sua separação por formação de uma fase sólida cristalina.
Como a fazer:
• Escolher um solvente Î tem de obedecer a características.
Exemplo: um baixo ponto de fusão; que não seja tóxico; não seja
inflamável...
• Preparação da solução.
• Dissolve-la Î é mais rápido se for com a ajuda de uma placa de
aquecimento.
• Arrefecimento Î se o arrefecimento for rápido, fornam-se cristais
demasiado pequenos; se o arrefecimento for lento, favorece a formação
de cristais de maiores dimensões.
• Filtração por vácuo
• Lavagem de cristais Î deve-se espalhar algum solvente puro e
previamente arrefecido. Muitas vezes é o Álcool Etílico.
• Secagem dos cristais Î deve manter-se a sucção durante algum
tempo para ajudar a evaporação do solvente. Seguidamente transferi-los
para um cristalizador.
Como o objectivo desta experiência foi calcular o rendimento da
reacção, temos que saber utilizar esta fórmula:
Quantidade de produto realmente obtida (real)
n (%) =
Quantidade de produto obtida na reacção completa
(teórico)
x 100
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Síntese de Sulfato de Amónio e Cobre (II) hexaidratado
Material
•
•
•
•
•
•
•
•
Balança de precisão
Copo de 100 mL
Papel de filtro
Placa de aquecimento
Proveta de 10 mL
Vareta com polícia
Vidro de relógio
Bomba de vácuo
Produtos
•
•
•
•
Água destilada
Sulfato de Cobre (II) hexaidratado Î CuSO4.5H2O (sólido)
Sulfato de Amónio Î (NH4)2SO4 (sólido)
Álcool Etílico
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Síntese de Sulfato de Amónio e Cobre (II) hexaidratado
Procedimento
1. Mediram-se 4,99 g de Sulfato de Cobre (II) pentaidratado e 2,64 g de
Sulfato de Amónio.
2. Numa proveta mediram-se 10 ml de água e transferiram-se para um
gobelé.
3. Juntaram-se os dois reagentes nesse mesmo gobelé e agitou-se a
solução.
4. Aqueceu-se suavemente o conjunto solução + gobelé numa placa de
aquecimento mexendo a solução com uma vareta até à dissolução completa.
5. Deixou-se a solução em repouso e à temperatura ambiente, durante uma
semana, para se formar cristais
6. Mediu-se a massa do papel de filtro.
7. Filtrou-se a solução numa bomba de vácuo, e lavou-se os cristais com um
pouco de álcool etílico, para secar os cristais.
8. Mediu-se a massa do conjunto papel de filtro + cristais (secos).
9. Calculou-se o rendimento da reacção.
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Síntese de Sulfato de Amónio e Cobre (II) hexaidratado
Cálculos
Sulfato de Cobre (II) pentaidratado Î CuSO4.5H2O
M (CuSO4.5H2O) = 249,61 g / mol
n
0,02
m
M
Dados
Ar (Cu) = 63,546
Ar (O) = 15,999
Ar (S) = 32,066
Ar (N) = 14,007
Ar (H) = 1,0079
m
249,61
Ù m = 0,02 x 249,61
Ù m = 4,99 g de CuSO4.5H2O
Sulfato de Amónio Î (NH4)2SO4
M ((NH4)2SO4)= 132,139 g / mol
n
0,02
m
M
m
132,139
Ù m = 0,02 x 132,139
Ù m = 2,64 g de (NH4)2SO4
Sulfato de Amónio e Cobre (II) hexaidratado Î Cu(NH4)2(SO4)2.6H2O
M (Cu(NH4)2(SO4)2.6H2O) Î 399,836 g / mol
Massa do papel de filtro
1ª Pesagem 2ª Pesagem 3ª Pesagem
0,3090
0,3092
0,3092
Média
0,3091
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Síntese de Sulfato de Amónio e Cobre (II) hexaidratado
Massa do papel de filtro + cristais
1ª Pesagem 2ª Pesagem 3ª Pesagem
7,35
7,34
7,33
Média
7,34
Massa dos cristais
m do papel de filtro e cristais – m do papel de filtro = m dos cristais
7,34 – 0,3091 = 7,0309 g
Massa teórica de Cu(NH4)2(SO4)2.6H2O
399,836 Cu(NH4)2(SO4)2.6H2O -------------- 1 mol Cu(NH4)2(SO4)2.6H2O
y
--------------- 0,02 mol Cu(NH4)2(SO4)2.6H2O
y = 0,02 x 399.836
Ù y = 7,997 g Cu(NH4)2(SO4)2.6H2O
Rendimento da reacção
Massa Obtida
n (%) =
Massa Teórica
x 100
7,0309
n (%) =
7,997
x 100
Ù n = 87,92%
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Síntese de Sulfato de Amónio e Cobre (II) hexaidratado
Observações
• Quando se juntaram os dois sais no gobelé e se adicionou água , esta
ficou com uma cor azul-turquesa.
• Ao aquecer a solução verificou-se que à medida que a temperatura
aumentava, a solução tornava-se mais homogénea porque a dissolução a
temperaturas mais elevadas é mais eficiente.
• A mistura ao princípio era heterogénea no fim ficou com aspecto
homogéneo.
• Após o arrefecimento da solução à temperatura ambiente formaram-se
novos cristais azuis de sulfato de amónio e cobre (II) hexaidratado, no fundo do
gobelé.
• Se fizesse-mos um arrefecimento brusco, os cristais que se iriam obter
seriam muito mais pequenos do que com o arrefecimento à temperatura
ambiente. Assim, com o arrefecimento brusco, os cristais poderiam passar pelo
papel de filtro.
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Síntese de Sulfato de Amónio e Cobre (II) hexaidratado
Discussão
Durante a realização desta experiência sintetizou-se um sal duplo, o
sulfato de amónio e cobre (II) hexaidratado – Cu(NH4)2(SO4)2.6H2O. Ao sal
sintetizado, atribui-se a designação de sal duplo e hidratado, dado que o sal é
constituído por dois catiões (Cu2+, NH4+) e um único anião (SO42-) e por seis
moléculas de água (H2O), respectivamente.
A síntese de Cu(NH4)2(SO4)2.6H2O foi possível devido à acção de
síntese estabelecida entre dois sais , o sulfato de cobre (II) pentaidratado e o
sulfato de amónio.
Esta reacção de síntese foi uma reacção de síntese parcial já que
ambos os reagentes são substâncias compostas (têm mais do que um
elemento químico).
Quando, durante a realização da experiência se juntaram ambos os
reagentes no gobelé e se adicionou a água destilada, após se ter começado a
dissolução verificou-se que a cor da água rapidamente passou de transparente
para azul-turquesa devido à dissolução de um dos reagentes, o sulfato de
cobre (II) pentaidratado que apresenta uma cor azul escura.
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Síntese de Sulfato de Amónio e Cobre (II) hexaidratado
Conclusão
O trabalho experimental correu bem, tendo-se obtido um rendimento
bastante bom (87,92%), de modo a que não hajam factos a criticar.
Contudo, aquando da filtração alguns cristais de Cu(NH4)2(SO4)2.6H2O,
que se formaram pequenos, poderiam ter passado pelo papel de filtro. Por
outro lado, os cristais foram “transportados” de um lado para o outro, por isso,
talvez seja natural que alguns deles caíssem por estarem na pontinha do papel
de filtro (embora estivéssemos atentos a essa possibilidade).
Qualquer um destes factores poderá ter contribuído para que o
rendimento da reacção não fosse melhor.
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Síntese de Sulfato de Amónio e Cobre (II) hexaidratado
Bibliografia
•
Queirós, M. A.; Simões, M. O.; Simões, T. S. – Técnicas Laboratoriais de
Química – Bloco II , Porto Editora ; Porto, 2003.
• Queirós, M. A.; Simões, M. O.; Simões, T. S. – Técnicas Laboratoriais de
Química – Bloco I , Porto Editora ; Porto, 2002.
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