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1 A.L. 1.2 SÍNTESE DO SULFATO DE TETRAMINOCOBRE (II) MONO-HIDRATADO QUÍMICA 11.ºANO 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. PREPARAÇÃO PRÉVIA Para a realização esta actividade experimental é fundamental que os alunos dominem o espaço do laboratório e tenham destreza na realização das actividades propostas. Teoricamente, é necessário que os alunos saibam traduzir as reacções químicas por equações e saibam realizar cálculos quer estequiométricos quer do rendimento da reacção. A actividade implica uma semana de tempo de espera pelo que, além de uma aula dedicada à realização da actividade, é necessário cerca de 30 minutos da aula da semana seguinte.

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A .L . 1.2 SÍNTESE DO SULFATO DE TETRAMINOCOBRE ( I I )

MONO-HIDRATADO

QUÍMICA 11.ºANO

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.

PREPARAÇÃO PRÉVIA

Para a realização esta actividade experimental é fundamental que os alunos

dominem o espaço do laboratório e tenham destreza na realização das

actividades propostas. Teoricamente, é necessário que os alunos saibam

traduzir as reacções químicas por equações e saibam realizar cálculos quer

estequiométricos quer do rendimento da reacção.

A actividade implica uma semana de tempo de espera pelo que, além de uma

aula dedicada à realização da actividade, é necessário cerca de 30 minutos da

aula da semana seguinte.

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TRABALHO LABORATORIAL

MATERIAL (POR TURNO)

Material Quantidades

Copo de precipitação de 100mL 4

Vidro de relógio 4

Espátula 4

Almofariz 4

Vareta 4

Proveta de 10 mL 6

Esguicho com água destilada 4

Balança 1

Equipamento para filtração por sucção 4

Papel de filtro 4

REAGENTES

Reagente Frases R Frases S Álcool etílico 96% R11 S2, S7, S16

Amónia a 25% (m/m) R10, R23, R34, R50 S1/2, S16, S36/37/39, S45, S61

Sulfato de cobre (II) penta-hidratado

R22, R36/38, R35 S2, S22, S60, S61

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PROCEDIMENTO1

PARTE I

1. Diluir 8,0 cm3 de amónia em 5,0 cm3 de água num copo de precipitação

de 100 mL.

2. Pesar uma amostra de massa (m1) correspondente a 0,020 mol de

sulfato de cobre (II) penta-hidratado. Reduzir a amostra a pó num

almofariz.

3. Adicionar os cristais pulverizados à solução de amónia, que se encontra

no copo de precipitação, e agitar com a vareta até que o todo o sal se

dissolva.

4. Medir 8,0 cm3 de álcool etílico e adicionar com o auxilio da vareta, sem

agitar, ao conteúdo do copo.

5. Tapar o copo com um vidro de relógio e deixar repousar até à aula

seguinte.

1 Adaptado de Dantas, M. d., & Ramalho, M. D. (2009). Caderno de actividades laboratoriais, Jogo de Partículas A - Física e Química A - Química - Bloco 1 - 10.º/11.º ano. Lisboa: Texto Editores, Lda.

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PARTE II

6. Agitar o copo, de modo a que a precipitação do sal formado seja total;

deixar sedimentar os cristais.

7. Fazer a decantação dos cristais. Desprezar a fase liquida.

8. Colocar os cristais num filtro, previamente pesado, e lavar, a pressão

reduzida, sucessivamente com 2,0 cm3 e 5,0 cm3 de uma mistura 1:1 de

amónia e álcool etílico.

9. Lavar novamente os cristais com 5,0 cm3 de álcool etílico e seque-os a

pressão reduzida.

5

10. Secar os cristais com papel de filtro e pesar (m2).

CÁLCULOS PRÉVIOS

O passo 2 do procedimento implica o cálculo da massa a pesar, m1.

!!"#!!∙!!!! = 0,020  mol

! !"#!! ∙ 5!!! = 63,55 + 32,07 + 4×16,00 + 5× 2×1,008 + 16,00 ⇔  

⇔  ! !"#!! ∙ 5!!! = 249,70  g/mol

! =!!⇔ ! = !×!

!! = 0,020×249,70 = 4,99g

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REGISTO E TRATAMENTO DE DADOS

!! = 3,16g

Os cristais tinham uma cor azul-arroxeada escura.

A reacção de síntese é dada pelo equação química seguinte:

!"#!! ∙ 5!!! !" + 4!!! → !" !!! ! !!! ∙ !!! !" + 4!!!

Estequiometricamente, é uma reacção de 1:1. Assim, se partimos de 0,020 mol

de CuSO! ∙ 5H!O, estequiometricamente esperam-se a formação de 0,020 mol

de   Cu NH! ! SO! ∙ H!O.

! !" !!! ! !!!∙!!! = 0,020  mol

! !" !!! ! !!! ∙ !!!

= 63,55 + 4× 14,01 + 3×1,008 + (32,07 + 4×16,00) + 2×1,008 + 16,00

= 245,77  g/mol

! = !×!

! !" !!! ! !!!∙!!! = 0,020×245,77 = 4,92g

! = !!"#$%&!!"#$%&'(

×100, ou seja, ! = !!! !" !!! ! !!!∙!!!

×100

! =3,164,92

×100 = 64,3%

DISCUSSÃO DOS RESULTADOS

Como previsto, obtiveram-se cristais azul-arroxeados escuros, indicador de que

se deu a síntese de sulfato de tetraminocobre (II) mono-hidratado.

O valor de rendimento calculado é um valor bastante plausível para uma síntese

realizada no laboratório escolar.

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CONSIDERAÇÕES

1. Não esquecer que a preparação da solução de amónia deve ser feita na

hotte, pois esta substância é tóxica. Na lavagem dos cristais com amónia

é fundamental que se evite respirar os vapores. Se possível deve usar-se

máscara e luvas.

2. O álcool etílico não deve ser manuseado perto de uma chama pois é

inflamável.

3. Se após uma semana existirem ainda cristais azul turquesa, é porque a

reacção de síntese não se deu e não faz sentido calcular o rendimento.

4. Alertar os alunos para os cuidados a ter quando se trabalha com filtração

a pressão.

5. Não aproveitar as águas de lavagem, pois dificulta a secagem dos

cristais, obtendo-se posteriormente valores erróneos de rendimento

(superior a 100%).

6. Se necessário, no passo 8, efectuar lavagens extra com a mistura.

BIBLIOGRAFIA

Dantas, M. d., & Ramalho, M. D. (2009). Caderno de actividades laboratoriais, Jogo

de Partículas - Física e Química A - Química - Bloco 2 - 11.º/12.º ano. Lisboa: Texto

Editores, Lda.

Dantas, M. d., & Ramalho, M. D. (2009). Jogo de Partículas - Física e Química A -

Química - Bloco 2 - 11.º/12.º ano. Lisboa: Texto Editores, Lda.

Martins, I. P., & al., e. (2003). Programa de Física e Química A, 11º ou 12º anos.

Ministério da Educação.