AL 1.2 - Ciclo do Cobre

AL 1.2 - Ciclo do Cobre

1. Índice

   • - Objetivos -Introdução -Material -Reagentes -Segurança -Procedimento experimental -Observações -Conclusão -Bibliografia

2. Objetivos

   • 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.

3. Introdução

   • Nesta atividade experimental, realizam-se uma série de reações químicas que envolvem o elemento cobre e que, por terem o cobre metálico como reagente inicial e produto final da reação, podem ser designadas por “ciclo do cobre”. Inicialmente, produz-se óxido de cobre a partir do cobre metálico, e em seguida recupera-se o cobre a partir do óxido de cobre.

4. Material

   • 2 Gobelés
   • Espátula
   • 1 Balança
   • Vidros de relógio
   • 1 Placa de aquecimento
   • Varetas de vidro
   • 1 Proveta de 100 mL
   • 1 Proveta de 10 mL

5. Reagentes

   • Água destilada
   • Zinco (em pó)
   • Cobre em aparas
   • H 2 SO 4 6 mol dm -3
   • NaOH 3 mol dm -3
   • HNO 3 conc.
   • HCℓ 6 mol dm-3

6. Procedimento

   • Ponto de partida:
     • Num vidro de relógio colocamos 0,5g de cobre.
       • Em seguida colocamos o cobre num gobelé.
   • Reação A:
     • Do Cu(s) a Cu(NO 3 ) 2 (aq)
       • Adicionar 4,0 mL de HNO 3 concentrado à amostra.
         • Depois adicionar cerca de 100 mL de água destilada.
   • Reação B:
     • de Cu(NO 3 ) 2 (aq) a Cu(OH) 2 (s)
       • Adicionar 30 mL de NaOH, 3 mol dm -3 para promover a precipitação do Cu(OH) 2 .
   • Reação C:
     • de Cu(OH) 2 (s) a CuO(s)
       • Aquecer a solução para promover a precipitação do Cu(OH)2.
         • Deixar repousar o óxido de cobre
           • Decantar o líquido cuidadosamente para não perder CuO.
   • Reação D:
     • de CuO(s) a CuSO 4 (s)
       • Medição de 15 mL de H 2 SO 4 6 mol dm -3
         • Em seguida adicionar ao CuO.
   • Reação E:
     • de CuSO 4 (s) a Cu(s)
       • Medição 1,3 g de zinco em pó,
         • Adicionar o zinco, de uma só vez, e agitar até que o líquido fique incolor.
           • Quando a libertação de gás for muito pouco intensa, decantar o líquido e despejar no recipiente apropriado.
             • Repetir o passo anterior duas ou três vezes.
               • Transferir o cobre seco para um vidro de relógio e pesar até ao centigrama.

7. Conclusão

   • O rendimento desta atividade experimental não foi de 100%, uma vez que vários fatores contribuíram para a perda da massa de cobre. Alguns dos fatores que provocaram a perda da massa foram por exemplo o facto de logo no ínicio da experiência a massa do cobre podia conter impurezas, perdas a decantar entre outros. Este processo chama-se ciclo do cobre pois o produto inicial e o produto final é o cobre, assim ocorreu a reciclagem do cobre.
     • Cálculos
       • Massa inicial de cobre: 0,5 g
         • Massa final de cobre: 0,3 g
           • Rendimento do processo: (mobt/mini)*100 = (0,3/0,5)*100= 60%
     • O ciclo de cobre pode ser dividido em 5 reações:
       • Cu(s) + 4 HNO 3 (aq) → Cu(NO 3 ) 2 (aq) + 2 H 2 O(ℓ) + 2 NO 2 (g)
         • Cu(NO 3 )2(aq) + 2 NaOH(aq) → Cu(OH) 2 (s) + 2 NaNO 3 (aq)
           • Cu(OH) 2 (s) CuO(s) + H 2 O(ℓ)
             • CuO(s) + H 2 SO 4 (aq) → CuSO 4 (s) + H 2 O(ℓ)
               • CuSO 4 (s) + Zn(s) → Cu(s) + ZnSO 4 (aq)

8. Questões pós-laboratoriais

   • 1- Para evitar a presença de impurezas, e também de evitar reacções paralelas, tudo isto para aumentar o rendimento da reacção e o sucesso da actividade experimental.
   • 2- Porque durante essa reacção libertam-se alguns vapores tóxicos para o ser humano e para o ambiente, e a fim de evitar essa contaminação o trabalho é realizado na hotte.
   • 3- Na decantação realizada houve a remoção da solução de hidróxido de sódio.
   • 4- O gás que se liberta é H2 (hidrogénio), mas não foi necessário realizá-la na hotte, uma vez que esse gás não é tóxico.
   • 5- A reacção A e E são reacções de oxidação-redução, porque há uma variação dos números de oxidação dos elementos que constituem os reagentes.
   • 6- Sim porque o ferro em pó tem maior poder redutor do que o cobre.
   • 7-O cobre pode ser reciclado por processos físicos, como a fusão, ou por processos químicos envolvendo a transformação das espécies químicas em que o metal participa. Um dos aspecto positivo da reciclagem é a poupança de energia que este processo permite. O impacte ambiental negativo que os objectos metálicos rejeitados provocam, quer na degradação da paisagem quer na ocupação de espaços, torna a reciclagem uma tarefa de máxima importância.

9. Observações

   • Reação A:
     • Libertação de vapores tóxicos.
   • Reação B:
     • Formou um precipitado azul escuro.
   • Reação C:
     • Formou um precipitado preto
   • Reação D:
     • O sólido dissolveu-se e voltou á cor inicial da solução, cor azul.
   • Reação E:
     • Formou um precipitado preto, em simultâneo uma libertação de gás e também uma leve efervescência

10. Segurança

    • HNO 3
      • Risco
        • Corrosivo! Quando concentrado, os vapores são irritantes para os pulmões.
      • Cuidados
        • Usar óculos de segurança e luvas de borracha. Trabalhar na hotte.
    • NaHO
      • Risco
        • As suas soluções são corrosivas para a pele e muito perigosas se ocorrerem salpicos para os olhos.
      • Cuidados
        • Usar óculos de segurança e luvas de borracha.
    • HCl
      • Risco
        • As suas soluções são corrosivas para a pele e muito perigosas se ocorrerem salpicos para os olhos.
      • Cuidados
        • Usar óculos de segurança e luvas de borracha.
    • Zinco
      • Risco
        • Em contacto com a água, liberta gases inflamáveis.
      • Cuidados
        • Usar máscara de poeiras.
    • NO 2
      • Risco
        • Muito tóxico por inalação.
      • Cuidados
        • Usar óculos de segurança e luvas de borracha. Trabalhar na hotte,

11. Bibliografia

    • http://www.notapositiva.com/trab_estudantes/trab_estudantes/fisico_quimica/fisico_quimica_trabalhos/ciclodocobre.htm

12. Trabalho realizado por: Ana Senra nº1 Ana Soares nº3 André Castro nº5

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