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Escola Básica e Secundária de Artur Gonçalves
Torres Novas




          ACTIVIDADE LABORATORIAL 1.2
          SÍNTESE DO SULFATO DE TETRAAMINACOBRE (II)
          MONO-HIDRATADO



Disciplina: Física e Química A
Professora: Maria de Jesus Oliveira
Ano Lectivo: 2010/2011
Ano/Turma: 11.ºB

                                                       Liliana Narciso
                                                     Maria João Costa
                                                        Rute Antunes
                                                           Rui Oliveira

                 Torres Novas, 10 de Março de 2010
Questão - Problema
O que se pode fazer com amoníaco?
O amoníaco é uma substância utilizada mundialmente em larga escala para a síntese
de muitas outras, usadas como fertilizantes, monómeros para polímeros, produtos de
limpeza, refrigeração (no estado líquido), explosivos e corantes. A actividade proposta
é a síntese de um sal que é usado em estamparia têxtil e como fungicida - o sulfato de
tetraaminacobre (II) monohidratado.




                                                                                           Actividade Laboratorial 1.2 – Síntese de Tetraaminacobre (II) Mono-Hidratado
Organização dos resultados:

                      Medições                                     Observações
      MASSAS                m(CuSO45H2O)         5.00              Azul-escuro
        (g)                m(papel de filtro)     0.50         -------------------------
                           m(papel de filtro +    4.32         -------------------------
                          [Cu(NH3)4]SO4H2O)
      VOLUMES                V(NH3 a 24%)          8.0                Incolor
        (mL)                    V(H2O)             5.0                Incolor
                           V(C2H5OH a 96%)         8.0                Incolor
                        V(NH3 a 25%) (lavagem)     5.0                Incolor
                      V(C2H5OH a 96%) (lavagem)    5.0                Incolor


Calcular a massa de CuSO45H2O

             CuSO45H2O (s)
       M(CuSO45H2O)= 249.72g/mol
         n(CuSO45H2O)= 0.02mol
           m(CuSO45H2O)= (1)


(1)




Página 2 de 7
Questões propostas:

   1. «Os cristais de sulfato de cobre (II) penta-hidratado devem ser reduzidos a pó»
       Apresente uma explicação para este procedimento.
   Para aumentar a eficácia do sulfato de cobre(II) penta-hidratado se dissolver na água.

   2. Identificar o reagente limitante desta reacção.

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




                                                                                            Actividade Laboratorial 1.2 – Síntese de Tetraaminacobre (II) Mono-Hidratado
              CuSO45H2O (s)                                       4NH3 (aq)
       M(CuSO45H2O)= 249.72g/mol                             M(NH3)= 17.04g/mol
         n(CuSO45H2O)= 0.02mol                                 V(NH3)=8.0 cm3
            m(CuSO45H2O)= 5g                                     n(NH3)= (3)
        ρ (CuSO45H2O) = 0.9 g/cm3                                m(NH3)= (2)
              
              

       (2) – Determinar a massa




       (3) – Determinar a quantidade de moles




       Reagente limitante - CuSO45H2O (s)
       Reagente excesso - 4NH3 (aq)




   3. “Os cristais obtidos por síntese são muito finos.” Indique o tipo de filtração mais
      adequado.

                O tipo de filtração utilizada é através de pressão reduzida (por sucção)
       porque as partículas são muito pequenas, e por um questão de tempo e também
       permite a filtração do líquido em excesso sem permitir a passagem do precipitado.




Página 3 de 7
4. “Sabe-se que os cristais obtidos se decompõem facilmente a temperaturas baixas.”

        Sugira um processo de secar os cristais sem correr o risco da sua decomposição.
                  Devem lavar-se os cristais com álcool etílico e depois devem ser deixados em
        repouso, no fim de seco o filtro até evaporar o restante produto secundário e álcool
        etílico. Este repouso deve ser feito dentro de uma caixa de Petri, dentro de uma




                                                                                                 Actividade Laboratorial 1.2 – Síntese de Tetraaminacobre (II) Mono-Hidratado
        estufa.


    5. Calcule o rendimento desta reacção de síntese.

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

        Reagente limitante

                                         CuSO45H2O (s)
                                  M(CuSO45H2O)= 249.72g/mol
                                    n(CuSO45H2O)= 0.02mol
                                       m(CuSO45H2O)= 5g
                                   ρ (CuSO45H2O) = 0.9 g/cm3
                                         
                                         


        Número de moles – teórica
        1mol CuSO45H2O ___________ 1 mol [Cu(NH3)4]SO4H2O
        0.02 mol CuSO45H2O ___________ x
        x= 0.02 mol [Cu(NH3)4]SO4H2O


Massa de [Cu(NH3)4]SO4H2O = m(papel de filtro + [Cu(NH3)4]SO4H2O) - m(papel de filtro)
                              = 4.32 - 0.50
                              =3.82 g


Número de moles – real
M([Cu(NH3)4]SO4H2O)= 63.55 + 4x 14.01 + 12 x 1.01 + 32.07 + 16.0 x 4 + 2 x 1.01 + 16.0
                        = 245.8 g/mol




Página 4 de 7
6. Explicar todas as observações efectuadas ao longo do trabalho, nomeadamente:




                                                                                                               Actividade Laboratorial 1.2 – Síntese de Tetraaminacobre (II) Mono-Hidratado
            -cor do sulfato de cobre antes e depois de triturado: inicialmente ao colocar o sulfato de cobre
            no vidro de relógios para eventuais pesagens, este tinha uma cor azulada, e após a sua
            trituração no almofariz a cor tornou-se num azul mais claro relativamente ao inicial

            -cor da mistura após a filtração de amoníaco a 24%


                7. Justificar o uso de solução aquosa de amoníaco a 24% e de álcool etílico a 96% para
                   lavagem dos cristais.

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


                8. Justifica o uso de exsicador na secagem dos cristais.

            Se os cristais se decompoem 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 exsicador. 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.

            ESQUEMA SINTESE


                   H20 (l)                          NH3(aq) 24%                         CUSO45H2O(s)
                   5.0mL                              8.0mL                                0.02mol




                                                  [Cu(NH3)4]+2 (aq)                 C2H5OH (l) 96%
                                                                                        8.0mL



Filtração
                                                                 [Cu(NH3)4]SO4H2O(s)
Lavagem
                    [Cu(NH3)4]SO4H2O(s)                                   +
Secagem                                                              Fase Líquida

            Página 5 de 7
CUIDADOS A TER COM O AMONÍACO


 Na presença de amoníaco devem-se ter alguns cuidados, nomeadamente:
 - Não ingerir: Perigoso. Os sintomas incluem náusea e vómitos, causando danos aos lábios,
 boca e esófago.
 - Não inalar: Os vapores são extremamente irritantes e corrosivos.
 - Usar luvas: Soluções concentradas podem produzir queimaduras severas e necroses.




                                                                                             Actividade Laboratorial 1.2 – Síntese de Tetraaminacobre (II) Mono-Hidratado
 - Nos olhos: Pode causar danos permanentes, inclusive em quantidades pequenas.


 O amoníaco é corrosivo, nocivo e ainda perigoso para o ambiente, sendo estes os símbolos
 de segurança:




 Ao estar em contracto com o amoníaco na realização de uma actividade que o envolva é
 muito importante a utilização de luvas, bata, máscara, óculos e da hotte.



CUIDADOS A TER COM O ALCOOL ETÍLICO




R 11 Facilmente inflamável.
S 2 Manter fora do alcance das crianças.
S 7 Manter o recipiente bem fechado.
S 16 Manter afastado de qualquer chama ou fonte de ignição. – Não fumar.
S 46 Em caso de ingestão consultar imediatamente um medico e mostrar-lhe a embalagem
ou o rótulo.




Página 6 de 7
CUIDADOS A TER COM O SULFATO DE COBRE PENTA-HIDRATADO




                                                                                            Actividade Laboratorial 1.2 – Síntese de Tetraaminacobre (II) Mono-Hidratado
 Nocivo por ingestão. Irritante para os olhos e pele. Muito tóxico para os organismos
 aquáticos, podendo causar efeitos nefastos a longo prazo no ambiente aquático. Não
 respirar as poeiras. Este produto e o seu recipiente devem ser eliminados como resíduos
 perigosos. Evitar a libertação para o ambiente. Obter instruções especificas - fichas de
 segurança.




Página 7 de 7

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  • 1. Escola Básica e Secundária de Artur Gonçalves Torres Novas ACTIVIDADE LABORATORIAL 1.2 SÍNTESE DO SULFATO DE TETRAAMINACOBRE (II) MONO-HIDRATADO Disciplina: Física e Química A Professora: Maria de Jesus Oliveira Ano Lectivo: 2010/2011 Ano/Turma: 11.ºB Liliana Narciso Maria João Costa Rute Antunes Rui Oliveira Torres Novas, 10 de Março de 2010
  • 2. Questão - Problema O que se pode fazer com amoníaco? O amoníaco é uma substância utilizada mundialmente em larga escala para a síntese de muitas outras, usadas como fertilizantes, monómeros para polímeros, produtos de limpeza, refrigeração (no estado líquido), explosivos e corantes. A actividade proposta é a síntese de um sal que é usado em estamparia têxtil e como fungicida - o sulfato de tetraaminacobre (II) monohidratado. Actividade Laboratorial 1.2 – Síntese de Tetraaminacobre (II) Mono-Hidratado Organização dos resultados: Medições Observações MASSAS m(CuSO45H2O) 5.00 Azul-escuro (g) m(papel de filtro) 0.50 ------------------------- m(papel de filtro + 4.32 ------------------------- [Cu(NH3)4]SO4H2O) VOLUMES V(NH3 a 24%) 8.0 Incolor (mL) V(H2O) 5.0 Incolor V(C2H5OH a 96%) 8.0 Incolor V(NH3 a 25%) (lavagem) 5.0 Incolor V(C2H5OH a 96%) (lavagem) 5.0 Incolor Calcular a massa de CuSO45H2O CuSO45H2O (s) M(CuSO45H2O)= 249.72g/mol n(CuSO45H2O)= 0.02mol m(CuSO45H2O)= (1) (1) Página 2 de 7
  • 3. Questões propostas: 1. «Os cristais de sulfato de cobre (II) penta-hidratado devem ser reduzidos a pó» Apresente uma explicação para este procedimento. Para aumentar a eficácia do sulfato de cobre(II) penta-hidratado se dissolver na água. 2. Identificar o reagente limitante desta reacção. CuSO45H2O (s) + 4NH3 (aq)[Cu(NH3)4]SO4H2O (s) + 4H2O(l) Actividade Laboratorial 1.2 – Síntese de Tetraaminacobre (II) Mono-Hidratado CuSO45H2O (s) 4NH3 (aq) M(CuSO45H2O)= 249.72g/mol M(NH3)= 17.04g/mol n(CuSO45H2O)= 0.02mol V(NH3)=8.0 cm3 m(CuSO45H2O)= 5g n(NH3)= (3) ρ (CuSO45H2O) = 0.9 g/cm3 m(NH3)= (2)   (2) – Determinar a massa (3) – Determinar a quantidade de moles Reagente limitante - CuSO45H2O (s) Reagente excesso - 4NH3 (aq) 3. “Os cristais obtidos por síntese são muito finos.” Indique o tipo de filtração mais adequado. O tipo de filtração utilizada é através de pressão reduzida (por sucção) porque as partículas são muito pequenas, e por um questão de tempo e também permite a filtração do líquido em excesso sem permitir a passagem do precipitado. Página 3 de 7
  • 4. 4. “Sabe-se que os cristais obtidos se decompõem facilmente a temperaturas baixas.” Sugira um processo de secar os cristais sem correr o risco da sua decomposição. Devem lavar-se os cristais com álcool etílico e depois devem ser deixados em repouso, no fim de seco o filtro até evaporar o restante produto secundário e álcool etílico. Este repouso deve ser feito dentro de uma caixa de Petri, dentro de uma Actividade Laboratorial 1.2 – Síntese de Tetraaminacobre (II) Mono-Hidratado estufa. 5. Calcule o rendimento desta reacção de síntese. CuSO45H2O (s) + 4NH3 (aq)[Cu(NH3)4]SO4H2O (s) + 4H2O(l) Reagente limitante CuSO45H2O (s) M(CuSO45H2O)= 249.72g/mol n(CuSO45H2O)= 0.02mol m(CuSO45H2O)= 5g ρ (CuSO45H2O) = 0.9 g/cm3   Número de moles – teórica 1mol CuSO45H2O ___________ 1 mol [Cu(NH3)4]SO4H2O 0.02 mol CuSO45H2O ___________ x x= 0.02 mol [Cu(NH3)4]SO4H2O Massa de [Cu(NH3)4]SO4H2O = m(papel de filtro + [Cu(NH3)4]SO4H2O) - m(papel de filtro) = 4.32 - 0.50 =3.82 g Número de moles – real M([Cu(NH3)4]SO4H2O)= 63.55 + 4x 14.01 + 12 x 1.01 + 32.07 + 16.0 x 4 + 2 x 1.01 + 16.0 = 245.8 g/mol Página 4 de 7
  • 5. 6. Explicar todas as observações efectuadas ao longo do trabalho, nomeadamente: Actividade Laboratorial 1.2 – Síntese de Tetraaminacobre (II) Mono-Hidratado -cor do sulfato de cobre antes e depois de triturado: inicialmente ao colocar o sulfato de cobre no vidro de relógios para eventuais pesagens, este tinha uma cor azulada, e após a sua trituração no almofariz a cor tornou-se num azul mais claro relativamente ao inicial -cor da mistura após a filtração de amoníaco a 24% 7. Justificar o uso de solução aquosa de amoníaco a 24% e de álcool etílico a 96% para lavagem dos cristais. O líquido mais adequado para lavar os cristais é o álcool, porque, ao contrário da água, não dissolve os cristais. 8. Justifica o uso de exsicador na secagem dos cristais. Se os cristais se decompoem 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 exsicador. 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. ESQUEMA SINTESE H20 (l) NH3(aq) 24% CUSO45H2O(s) 5.0mL 8.0mL 0.02mol [Cu(NH3)4]+2 (aq) C2H5OH (l) 96% 8.0mL Filtração [Cu(NH3)4]SO4H2O(s) Lavagem [Cu(NH3)4]SO4H2O(s) + Secagem Fase Líquida Página 5 de 7
  • 6. CUIDADOS A TER COM O AMONÍACO Na presença de amoníaco devem-se ter alguns cuidados, nomeadamente: - Não ingerir: Perigoso. Os sintomas incluem náusea e vómitos, causando danos aos lábios, boca e esófago. - Não inalar: Os vapores são extremamente irritantes e corrosivos. - Usar luvas: Soluções concentradas podem produzir queimaduras severas e necroses. Actividade Laboratorial 1.2 – Síntese de Tetraaminacobre (II) Mono-Hidratado - Nos olhos: Pode causar danos permanentes, inclusive em quantidades pequenas. O amoníaco é corrosivo, nocivo e ainda perigoso para o ambiente, sendo estes os símbolos de segurança: Ao estar em contracto com o amoníaco na realização de uma actividade que o envolva é muito importante a utilização de luvas, bata, máscara, óculos e da hotte. CUIDADOS A TER COM O ALCOOL ETÍLICO R 11 Facilmente inflamável. S 2 Manter fora do alcance das crianças. S 7 Manter o recipiente bem fechado. S 16 Manter afastado de qualquer chama ou fonte de ignição. – Não fumar. S 46 Em caso de ingestão consultar imediatamente um medico e mostrar-lhe a embalagem ou o rótulo. Página 6 de 7
  • 7. CUIDADOS A TER COM O SULFATO DE COBRE PENTA-HIDRATADO Actividade Laboratorial 1.2 – Síntese de Tetraaminacobre (II) Mono-Hidratado Nocivo por ingestão. Irritante para os olhos e pele. Muito tóxico para os organismos aquáticos, podendo causar efeitos nefastos a longo prazo no ambiente aquático. Não respirar as poeiras. Este produto e o seu recipiente devem ser eliminados como resíduos perigosos. Evitar a libertação para o ambiente. Obter instruções especificas - fichas de segurança. Página 7 de 7