Síntese do Sulfato de Tetraminicobre

Escola Secundária Poeta Joaquim Serra

Síntese do Sulfato de Tetraminocobre(II) Mono-hidratado

Actividade laboratorial nº5

[Escrever o nome do autor]

15 de Abril de 2009


15 de Abril de 2009

Objectivos da realização da actividade

O principal objectivo desta actividade era:

Sintetizar o sal em questão (sulfato de tetraminocobre (II) Mono-hidratado), a partir de amoníaco e outros, para podermos presenciar a síntese de outros compostos a partir de NH3, que está na base da maioria dos produtos que utilizamos, hoje em dia, em nossa casa;

Outros objectivos, também relevantes eram:

Conseguir representar a reacção química segundo a sua equação química;A realização dos cálculos estequiométricos necessários ao problema;Calcular o rendimento da reacção e justificar o valor obtido.

Questões pré-laboratoriais

1. A equação da reacção do sulfato de tetraminocobre(II) Mono-hidratado é a seguinte:

CuSO4.5H2O(s) + 4NH3(aq) [Cu(NH3)4]SO4.H2O(s)+4H2O(l)

2. A síntese a elaborar é uma síntese parcial, porque tal como esta, pelo menos um dos reagentes é uma substância composta, neste caso, tanto o amoníaco como o sulfato de cobre penta-hidratado são substâncias compostas.

3. O sal é constituído por um ião complexo (daí ser considerado um sal complexo), um ião simples e água. O ião complexo em causa, [Cu(NH3)4]2+, tem como elemento central Cu2+ e como ligandos quatro moléculas de amoníaco monodentadas. A este catião está ligado o ião negativo sulfato e uma molécula de água, que torna o sal mono-hidratado.

4. Os cristais de sulfato de cobre são moídos para facilitar a sua dissolução e torná-la mais eficiente ou rentável.

5. Como os cristais são muito finos são susceptíveis de atravessar o filtro ao ser feita uma filtração simples, assim, deve ser feita uma filtração por sucção, pois permite a filtração do líquido em excesso sem permitir a passagem do precipitado.

6. O líquido mais adequado para lavar os cristais é o álcool, porque, ao contrário da água, não dissolve os cristais.

7. Se os cristais se decompõem em contacto com o calor excessivo e por exposição prolongada ao ar então, uma forma de secar os cristais, sem estes estarem nem em contacto com o calor nem em contacto com o ar, seria a utilização de um excicador.

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Este permite a secagem pois os cristais de sílica gel que possui no seu interior absorvem a humidade e tem uma tampa isolante que não permite a entrada de ar.

8. Mr (CuSO 4.5H 2O )=63.55+32,07+16∗4+10∗1,01+5∗16=249,72gmol -1

n=mM

(¿ )0,02= m249,72

(¿ )m=4,99g

Trabalho laboratorial

[Cu(NH3)4]2+(aq)

CuSO4.H2O(s) - 4,99g

NH3(aq) -

8ml

H2O(l) - 5ml

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[Cu(NH3)4]2+(aq)

C2H5OH(l) - 8ml

[Cu(NH3)4]SO4.H2O(s) + fase líquida

[Cu(NH3)4]SO4.H2O(s) + fase líquida

Filtração

Lavagem

Secagem

[Cu(NH3)4]SO4.H2O(s)

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Material utilizado

Almofariz com pilão

Balança

Copo de 100 ml

Equipamento para filtração por sucção (Bomba, Kitazato, Funil de Buchner, “Rolha”)

Excicador

Papel de filtro

2 provetas de 10 ml

Vareta de vidro

Vidro de relógio

Pipeta

Questões pós-laboratoriais

Medições

Observações

m(CuSO4.5H2O) 4,91g O peso obtido deve-se a perdas durante a trituração

Massas m(papel de filtro) 0,54g(g) m(papel de filtro+

[Cu(NH3)4]SO4.H2O)4,82g O peso observado tem o acréscimo

de o papel, assim como, os cristais, estarem ainda muito húmidos.

V(NH3 a 24%) 8mlVolumes V(H2O) 5ml

(ml) V(C2H5OH a 96%) 8mlV(NH3 a 24%)(lavagem) 8mlV(H2O)(lavagem) 5mlV(C2H5OH a 96%)(lavagem) 5ml

CuSO4.5H2O(s) + 4NH3(aq) [Cu(NH3)4]SO4.H2O(s)+4H2O(l)

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ρ (NH 3 )=0,91gcm-3 V (NH 3 )=8ml=8cm-3

% (NH 3 )=24%¿ M(CuSO4.5H2O)= 249,72gmol-1

M( NH3)=17,04gmol-1 M([Cu(NH3)4]SO4.H2O)=245,8gmol-1

ρ= msolutovsolução

( ¿ )0,91=m8

(¿ )m=7,28g solução

% ¿

1mol(CuSO4.5H2O)___________4mol(NH3)

249,72g___________________4x17,04g x=1,34 g

4,91g_____________________x

Para 4,91g de sulfato de cobre são necessários 1,34g de amoníaco, como tenho 1,75g de amoníaco, o reagente limitante é o sulfato de cobre penta-hidratado.

1mol(CuSO4.5H2O)_________1mol([Cu(NH3)4]SO4.H2O)

249,72g__________________245,8g y=4,83 g

4,91g____________________y

mobt = m(papel de filtro+[Cu(NH3)4]SO4.H2O) - m(papel de filtro)(=)

mobt = 4,82-0,54=4,28g

η= mobtmprev .

x100 ( ¿ )η=4,284,83

x100 (¿ ) η=88,6%

O rendimento da reacção é 88,6%.

Apesar de o rendimento da reacção ser quase 90%, não podemos considerar o valor obtido para tirar conclusões sobre a dita reacção, pois durante todo o processo da elaboração do sal foram perdidos fragmentos de soluto, solvente ou solução.

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Inicialmente quando pesámos o sulfato de cobre, certamente que terão ficado fragmentos no vidro de relógio, usado para o efeito; mais tarde, na moagem dos cristais, também se perdeu alguma percentagem de soluto.

Durante a filtração por sucção, devido á tensão criada pela bomba, o papel de filtro rompeu-se, perdendo-se um pouco do sal que estava diluído na “fase líquida”, que estava a ser filtrada.

Finalmente, devido à curta permanência dos cristais no excicador, tanto o papel de filtro como os cristais estavam muito húmidos, assim quando se procedeu à pesagem o valor observado tem o acréscimo da quantidade de moléculas de água. Como este valor é necessário para os cálculos do rendimento, o valor obtido não deve ser considerado como verdadeiro.

Bibliografia

“Caderno de Actividades Laboratoriais Elementos Química A, 11ºano” de Magalhães, Jorge e editora Santillana Constância.

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