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Description
Mind Map by raquel brás, updated more than 1 year ago
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Created by raquel brás
over 7 years ago
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AL 1.2 — Um ciclo de
cobre
- Procedimento • Ponto de partida: cobre
metálico
- 1- Cortar um fio de cobre de modo a obter uma amostra de aproximadamente 0,3
g.
- 2- Se a amostra não estiver limpa e brilhante, mergulhar na solução de ácido
clorídrico, lavar com álcool e secar com papel.
- 3- Pesá-lo até ao centigrama e registar esse valor (m0). Enrolar o fio e colocá-lo no fundo de um copo de precipitação de 250 mL.
- • Reacção A: do Cu(s) a Cu(NO3)2 (aq)
4- Adicionar 4,0 mL de HNO3
concentrado, agitar suavemente e
colocar a aquecer até dissolução
completa. Observar e registar as
alterações. Adicionar cerca de 100 mL
de água destilada.
- • Reacção B: de Cu(NO3)2 (aq) a
Cu(OH)2(s) 5- Adicionar, agitando sempre
com uma vareta de vidro, 30 mL de NaOH,
3 mol dm-3 para promover a precipitação
do Cu(OH)2. Registar todas as
observações efectuadas.
- • Reacção C: de Cu(OH)2(s) a CuO(s)
6- Aquecer a solução quase até à
ebulição, agitando sempre para
uniformizar o aquecimento
- 7- Quando a reacção estiver completa, retirar o aquecimento e continuar a agitar por um ou dois minutos.
8- Deixar repousar o óxido de cobre e decantar o líquido cuidadosamente para não perder CuO. Adicionar
cerca de 200 mL de água destilada e decantar uma vez mais.
- • Reacção D: de CuO(s) a CuSO4(s)
9- Adicionar, agitando sempre, 15
mL de H2SO4 6 mol dm-3. Registar
as alterações observadas.
- • Reacção E: de CuSO4(s) a Cu(s)
10- Na hotte, adicionar zinco em pó,
agitando até que o líquido
sobrenadante fique incolor.
Registar as observações
verificadas
- 11- Quando a libertação de gás for muito pouco intensa, decantar o líquido
sobrenadante e despejar no recipiente apropriado (recolha de resíduos).
12- Se ainda houver zinco por reagir, adicionar 10 mL de HCℓ, 6 mol dm-3
e aquecer ligeiramente a solução.
- 13- Quando não se observar libertação de gás, decantar o liquido. Lavar com cerca de 10 mL de água
destilada, deixar repousar e decantar o líquido. Repetir este procedimento mais duas vezes, pelo menos.
uma última lavagem com acetona e decantar
- 14- Com a ajuda de uma espátula, transferir o cobre para uma placa de petri (revestida com um papel de filtro por dentro) e secar na
estufa
- 15- Transferir o cobre + papel de filtrovpara uma balança e pesar até ao centigrama. Determinar
a massa de cobre obtido (m), sabendo a massa do papel de filtro (previamente pesada).
- Observações Reacção A: A reacção proveniente do cobre com ácido nítrico dá origem a uma solução
inicialmente esverdeada e posteriormente azul clara de nitrato de cobre, libertando-se vapores castanhos.
Reacção B: Por sua vez o nitrato de cobre ao reagir com o hidróxido de sódio, dá origem ao hidróxido de
sódio aquoso e nitrato de sódio também aquoso, sendo esta solução mais escura do que a anterior.
Reacção C: Durante o aquecimento a solução escurece. De seguida o óxido de cobre precipita, sendo possível
distinguir o soluto sólido (preto) e o soluto líquido (incolor). Reacção D: O óxido de cobre reage com o ácido
sulfúrico, formando sulfato de cobre e água, voltando esta solução à cor azul. Reacção E: O zinco ao reagir
com o sulfato de cobre, vai originar cobre sólido e sulfato de zinco aquoso.
- Observações Reacção A: A reacção proveniente do cobre com ácido nítrico dá origem a uma solução
inicialmente esverdeada e posteriormente azul clara de nitrato de cobre, libertando-se vapores castanhos.
Reacção B: Por sua vez o nitrato de cobre ao reagir com o hidróxido de sódio, dá origem ao hidróxido de
sódio aquoso e nitrato de sódio também aquoso, sendo esta solução mais escura do que a anterior.
Reacção C: Durante o aquecimento a solução escurece. De seguida o óxido de cobre precipita, sendo possível
distinguir o soluto sólido (preto) e o soluto líquido (incolor). Reacção D: O óxido de cobre reage com o ácido
sulfúrico, formando sulfato de cobre e água, voltando esta solução à cor azul. Reacção E: O zinco ao reagir
com o sulfato de cobre, vai originar cobre sólido e sulfato de zinco aquoso.
- 15- Transferir o cobre + papel de filtrovpara uma balança e pesar até ao centigrama. Determinar
a massa de cobre obtido (m), sabendo a massa do papel de filtro (previamente pesada).
- 14- Com a ajuda de uma espátula, transferir o cobre para uma placa de petri (revestida com um papel de filtro por dentro) e secar na
estufa
- 13- Quando não se observar libertação de gás, decantar o liquido. Lavar com cerca de 10 mL de água
destilada, deixar repousar e decantar o líquido. Repetir este procedimento mais duas vezes, pelo menos.
uma última lavagem com acetona e decantar
- 11- Quando a libertação de gás for muito pouco intensa, decantar o líquido
sobrenadante e despejar no recipiente apropriado (recolha de resíduos).
12- Se ainda houver zinco por reagir, adicionar 10 mL de HCℓ, 6 mol dm-3
e aquecer ligeiramente a solução.
- • Reacção E: de CuSO4(s) a Cu(s)
10- Na hotte, adicionar zinco em pó,
agitando até que o líquido
sobrenadante fique incolor.
Registar as observações
verificadas
- • Reacção D: de CuO(s) a CuSO4(s)
9- Adicionar, agitando sempre, 15
mL de H2SO4 6 mol dm-3. Registar
as alterações observadas.
- 7- Quando a reacção estiver completa, retirar o aquecimento e continuar a agitar por um ou dois minutos.
8- Deixar repousar o óxido de cobre e decantar o líquido cuidadosamente para não perder CuO. Adicionar
cerca de 200 mL de água destilada e decantar uma vez mais.
- • Reacção C: de Cu(OH)2(s) a CuO(s)
6- Aquecer a solução quase até à
ebulição, agitando sempre para
uniformizar o aquecimento
- • Reacção B: de Cu(NO3)2 (aq) a
Cu(OH)2(s) 5- Adicionar, agitando sempre
com uma vareta de vidro, 30 mL de NaOH,
3 mol dm-3 para promover a precipitação
do Cu(OH)2. Registar todas as
observações efectuadas.
- • Reacção A: do Cu(s) a Cu(NO3)2 (aq)
4- Adicionar 4,0 mL de HNO3
concentrado, agitar suavemente e
colocar a aquecer até dissolução
completa. Observar e registar as
alterações. Adicionar cerca de 100 mL
de água destilada.
- 3- Pesá-lo até ao centigrama e registar esse valor (m0). Enrolar o fio e colocá-lo no fundo de um copo de precipitação de 250 mL.
- 2- Se a amostra não estiver limpa e brilhante, mergulhar na solução de ácido
clorídrico, lavar com álcool e secar com papel.
- 1- Cortar um fio de cobre de modo a obter uma amostra de aproximadamente 0,3
g.
- Introdução: O cobre é um metal de transição, de número atómico 29. Situa-se no grupo 11,
período 4, bloco d. Tem uma coloração avermelhada, é dúctil, maleável e bom condutor de
eletricidade. Como os outros metais, apresenta uma baixa energia de ionização. É um metal
muito utilizado a nível industrial para a produção de materiais condutores de eletricidade,
como fios e cabos, e de ligas metálicas, como latão e bronze. Normalmente, as relações às
quais o cobre está sujeito geram muito desperdícios. Para evitar estes desperdícios e
recuperar o cobre deve-se recorrer à sua reciclagem. Esta reciclagem pode ser efetuada
através de processos físicos, como a fusão, ou por processos químicos que envolvem
sucessivas reações de modo a conseguir obter o metal no final. Para atingir o objetivo
definido recorrer-se á a um clico de reações de oxidação-redução de modo a que a massa de
cobre utilizado inicialmente seja igual à massa de cobre obtida na reação final. -Ciclo do Cobre..
- A reciclagem deve ser efetuada não só no cobre , mas também nos outros metais, uma vez que
apresentava enumeras vantagens, não só económicas mas também ambientais: diminui a
extração dos minérios, pouca energia e água, diminui a poluição e degradação das áreas de
exploração do minério e cria emprego e recursos económicos.
- Objectivos de aprendizagem: • Caraterizar a reatividade de elementos
metálicos, tendo como exemplo a reatividade do cobre. • Reconhecer a
importância da reciclagem do cobre e as potencialidades da
reciclagem dos metais, em geral. • Identificar alguns problemas de
poluição relacionados com a reciclagem do cobre.
- A reciclagem deve ser efetuada não só no cobre , mas também nos outros metais, uma vez que
apresentava enumeras vantagens, não só económicas mas também ambientais: diminui a
extração dos minérios, pouca energia e água, diminui a poluição e degradação das áreas de
exploração do minério e cria emprego e recursos económicos.
- Materiais: -3 copos de precipitação
(gobelés) de 250 ml; -1 proveta de 5 ml; -1
proveta de 25 ml; -1 proveta de 50 ml; -1
proveta da 100 ml; -1 placa de aquecimento;
-1 balança; -Varetas; -Espátulas; -Estufa;
-Funil; -Placa de Petri;
- Reagentes: H2SO4 (6 mol/dm3); NaOH(3 mol/dm3);
HNO3 (concentrado); HCl(6 mol/dm3); Zinco (em pó);
Cobre; Acetona; Álcool etílico; Água destilada;
- Reagentes: H2SO4 (6 mol/dm3); NaOH(3 mol/dm3);
HNO3 (concentrado); HCl(6 mol/dm3); Zinco (em pó);
Cobre; Acetona; Álcool etílico; Água destilada;
- Registo de medições/Cálculos: m0(cobre)=0,3 g; m(papel de filtro)=0,737 g; m(papel de filtro+cobre)= 1g
- Cálculos: -Massa de cobre obtida: m(Cu+ papel de
filtro)-m(papel de filtro)=1-0,737= 0,263 -Rendimento:
(mobtida/mteórica)x100= (0,263/0,3)x100= 87,6 %
- Cálculos: -Massa de cobre obtida: m(Cu+ papel de
filtro)-m(papel de filtro)=1-0,737= 0,263 -Rendimento:
(mobtida/mteórica)x100= (0,263/0,3)x100= 87,6 %
- Questões pós-laboratoriais:
- 1-Porque deve o fio de cobre deve estar "limpo e brilhante"?
Na realização da atividade experimental, é necessário que o
fio de cobre utilizado inicialmente esteja "limpo e brilhante" a
fim de evitar a presença de impurezas e a ocorrência de
reações paralelas, de modo a aumentar o rendimento da
reação e promover o sucesso da experiência.
- 2-Indique duas razões para executar o passo 4 na hotte.
A adição de HNO3 concentrado foi realizado no hotte pois,
primeiramente, este ácido é corrosivo e quando
concentrado liberta vapores irritantes para os pulmões.
Em segundo lugar, a sua reação com Cu(s) vai libertar
como produto o gás NO2, que é um vapor tóxico para o
ser humano.
- 3-O que é removido no processo de decantação do passo 8?
É removido o líquido sobrenadante, a água (H2O).
- 4-Qual o gás a cuja libertação se refere o passo 12?
Após ser realizado o passo 12 é libertado hidrogénio,
H2 (g). Na reação D não se retirou o líquido
sobrenadante (H2O) para que na reação E pudesse ser
libertado H2(g), após a adição de HCl
[Zn(s)+HCl(aq)-->ZnCl(aq)+H2(g)].Assim, a libertação de
H2 (g) permite detetar quando a reação termina.
- 5-Identifique as reações de oxidação-redução envolvidas no ciclo do cobre, justificando. R: A e
E
- 6-Seria possível obter cobre no final do ciclo, adicionando ferro em pó? Justifique.
Na reação E , se fosse adicionado Fe(s) em vez de Zn(s), o cobre seria reduzido, pois
o poder redutor do Ferro é superior (tal como o do zinco) e seria obtido Cu(s), como
mostra a reação: CuSO4(aq)+Fe(s)-->FeSO4(aq)+Cu(s) NOTA: O Fe é o agente redutor
pois o seu potencial de redução (-0,44V) é inferior ao do cobre (+0,34V).Logo, o ferro
vai sofrer oxidação e provocar a redução do cobre e regeneração.
- 7-Faça uma pesquisa na Internet sobre os processos utilizados na indústria
para a reciclagem do cobre e problemas de poluição com eles
relacionados.Escreva um texto com 8 linhas, no máximo, referindo-se aos
aspetos objeto da pesquisa. R: A reciclagem do cobre pode realizar-se por
processos físicos (px: fusão) ou processos químicos, envolvendo a
transformação das espécies químicas em que este metal participa, ou seja,
na realização e observação de uma sequência de reacções envolvendo este
elemento, simulando a sua reciclagem. Tem os seus inconvenientes, tal
como a libertação de vapores tóxicos para o ambiente e a formação de
produtos tóxicos, como o sulfato de zinco ,ZnSO4 ( que foi recolhido como
sobrenadante) ,também prejudiciais.
- 1-Porque deve o fio de cobre deve estar "limpo e brilhante"?
Na realização da atividade experimental, é necessário que o
fio de cobre utilizado inicialmente esteja "limpo e brilhante" a
fim de evitar a presença de impurezas e a ocorrência de
reações paralelas, de modo a aumentar o rendimento da
reação e promover o sucesso da experiência.
- Indice: 1. Objectivos 2. Introdução 3. Material 4. Reagentes 5. Procedimento 6. Observações 7. Conclusões
8. Questões Pós-laboratoriais
- Conclusão: Começamos com uma massa de cobre de 0,3g, fazendo-o reagir com o ácido nítrico aquoso de modo a
que este oxide, passando a nitrato de cobre aquoso. Para puder recuperar o cobre no estado sólido, a solução
teve de passar por diferentes reacções, até se isolar o cobre novamente. No final da reacção D obtivemos sulfato
de cobre. De seguida, com a adição de zinco, obtivemos a redução do cobre e a oxidação do zinco pelo facto do
potencial de redução do cobre ser maior do que o do zinco. Conseguimos recuperar o cobre através dum conjunto
de reacções denominadas “Ciclo do Cobre”, sendo as reações ocorridas exotérmicas. Os resultados obtidos não
foram muito diferentes dos esperados uma vez que obtivemos um rendimento de 87,6%, podendo justificar a
pequena falha através de perdas nas 2 filtrações que foram feitas ou pequenos erros de medição.
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