PRÁTICA DE QUÍMICA INORGÂNICA EXPERIMENTAL


O cobre é o material mais amplamente empregado na indústria de confecção de destiladores para produção de cachaça em alambiques. A presença de cobre no destilador está associada:


Ao aumento do teor alcoólico.


Aos baixos níveis de compostos sulfurados na bebida.


Ao aumento de aldeídos na bebida.


As reações de redução no processo de destilação.


Ao aumento de compostos voláteis.

Na natureza o cobre é encontrado na forma de minérios sulfetados, especialmente nos depósitos subterrâneos, mas também é encontrado como óxidos, carbonatos, hidroxissilicatos e sulfatos nas camadas superiores dos depósitos minerais, onde o ambiente é mais oxidante. Essa preferência para a formação desse tipo de substâncias citadas acima ocorre:


Devido ao caráter básico do cobre.


Devido a formação de complexos com outros metais.


Pois os sulfetos estão em maior concentração.


Pois o cobre é um forte ligante.


Devido ao caráter ácido de Lewis do cobre.

Na síntese do sulfato de cobre obtemos uma solução de coloração azul, essa cor é característica, contudo é necessário eliminar qualquer tipo de impurezas presentes nessa etapa do procedimento, sendo assim é necessário aquecer a mistura até a ebulição a fim de:


Evaporar as impurezas pois são mais voláteis que o sulfato de cobre.


Solubilizar as impurezas e filtrar apenas o sulfato de cobre na forma de precipitado.


Converter as impurezas em sulfato de cobre, aumentando o rendimento da reação.


Aumentar o rendimento de reação, pois em temperaturas elevadas ocorre um aumento na velocidade de reação.


Solubilizar apenas o sulfato de cobre e filtrar as impurezas.

Um dos objetivos da aula de síntese do sulfato de cobre é calcular o rendimento de reação através da quantidade de sal obtido na prática. Para isso é necessário secar os cristais obtidos e quantificar a massa com o auxilio de uma balança. O procedimento correto para a pesagem do material seco é:


Retirar com o auxilio de uma espátula os cristais no papel filtro e transferir para o béquer antes de serem pesados.


Adicionar algumas gotas de etanol aos cristais secos para evaporar água remanescente.


Transferir os cristais para outro papel filtro que esteja na balança tarada.


Pesar o papel filtro antes da filtração para que seja possível descontar esse valor depois que os cristais forem pesados com o mesmo papel.


Não há necessidade de pesar o material, pois a massa será determinada através de cálculos estequiométricos.

O experimento na qual sintetizamos um sal simples, como por exemplo, o sulfato de cobre, é possível calcular seu rendimento aplicando técnicas de filtração e precipitação.  Sabendo que a massa de CuO usada, foi de aproximadamente  2,5 g e que o rendimento da reação foi equivalente a 66 ,67%, calcule a massa de sulfato de cobre obtido.

Dados: CuO = 79,5 g/mol e CuSO4.5H2O = 249,5 g/mol

H2SO4(aq)  + CuO(aq)  + 4H2O(l) → CuSO4.5H2O(s)

 


6,22 g


4,54 g


7,84 g


7,59 g


5,23 g

A forma do sulfato de cobre pentahidratada também é conhecida como vitríolo azul e pedra –azul, para sua obtenção é necessário a reação entre o ácido sulfúrico e óxido de cobre, gerando uma solução supersaturada para a formação dos cristais. Sabendo que 1 g de CuO foram utilizados na síntese, qual a quantidade mínima de ácido sulfúrico, em gramas, que deveremos utilizar?

Dados: CuO = 79,5 g/mol e H2SO4 = 98 g/mol

H2SO4(aq)  + CuO(aq)  + 4H2O(l) → CuSO4.5H2O(s)

 


2,51 g


1,00 g


3,85 g


1,23 g


9,8 g

Os óxidos de cobre são materiais promissores para aplicações em transformações catalíticas de substâncias orgânicas, eletrotrocatálise e fotocatálise, principalmente devido ao seu alto potencial redox, baixa toxicidade e baixo custo. Os materiais à base de cobre são capazes de promover uma variedade de reações, principalmente devido a seus estados de oxidação acessíveis.

Marque a alternativa que corresponde aos estados de oxidação do cobre.


Cu+1, Cu+2 e Cu+3


Cu0, Cu+1 e Cu+4


Cu0, Cu+1 e Cu+2


Cu+1, Cu-1 e Cu+2


Cu0, Cu+1 e Cu+1

Podemos observar na videoaulas sobre síntese do sulfato de cobre, que após a reação entre o óxido de cobre e o ácido sulfúrico acontecerem ocorre à formação de solução de coloração preta. Sendo assim, para que essa solução tenha uma coloração azul é necessário:


Adicionar mais ácido até a mudança de cor.


Aquecer a mistura até a mudança de cor.


Filtrar a solução por gravidade.


Colocar a mistura em banho de gelo.


Adicionar água destilada até a mudança de cor.

Sabendo que o cobre no estado sólido é um metálico que adquire estrutura cristalina cúbica de face centrada, e que em função do arranjo em camadas empilhadas, um plano pode se deslocar sobre outro. Essa característica de estrutura cristalina confere ao cobre propriedades:


Maleável e Dúctil.


Dúctil e Rígido.


Duro e Maleável.


Rígido e Anelástico.


Anelástico e resistente.

O cobre é um metal de transição da primeira série do bloco d, o cobre (Z= 29), localizado no grupo 11. Embora apresente configuração eletrônica [Ar] 3d10 4s1, sua química é dominada pelo Cu(II), cuja configuração eletrônica é [Ar] 3d9, com subnível (n-d incompleto e, portanto, classificado como um elemento de transição. O Cu(II), ao formar complexos consegue formar compostos com  coordenação igual  a 4, sendo assim espera-se que a geometria do composto será:


Bipiramidal


Trigonal plana


Quadrada planar


Octaédrica


Piramidal

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