Ciclo Do Cobre

5/24/2018 Ciclo Do Cobre

1/17

Agrupamento de Escolas n de Reguengos de MonsarazAno Letivo 2013/2014

Qumica

Prof. Manuela Moio

Trabalho elaborado por:- Ana Gamado, n 2

- Catarina Carreteiro, n 6

-Maria Marcelino, n 23

- Rita Borrego, n 27

2 B


2/17

2

ndiceObjetivos Pgina 3Material e Reagentes Pgina 4

Procedimento Experimental Pgina 9

Registo de Observaes Pgina 12

Discusso dos Resultados Pgina 14

Bibliografia Pgina 17


3/17

3

Objetivos Caracterizar a reatividade de elementos metlicos, tendo como exemplo a

reatividade do cobre;

Reconhecer a importncia da reciclagem do cobre e as potencialidadesda reciclagem dos metais em geral;

Identificar alguns problemas de poluio relacionados com a reciclagemdo cobre;

Responder s questes-problema.


4/17

4

Material e ReagentesMaterial e equipamento:

Alicate (1); Balana eletrnica (1); Copo de precipitao de 100 (1); Copo de precipitao de 250 (2); Esptula (1); Estufa; Hotte; Papel absorvente (q.b.); Pina para material quente (1); Placa de aquecimento (1); Pipeta graduada de 10 (2); Pipeta graduada de 25 (2); Proveta de 25 (1); Proveta de 100 (1); Proveta de 250 (1); Vareta de vidro (1); Pompete (1); Vidro de relgio (1).


5/17

5

Reagentes: Acetona (propanona); gua destilada; Etanol (lcool etlico); Fio de cobre; Zinco em p; Soluo de H2SO4, [6 mol/];

Soluo de HNO3, [16 mol/

];

Soluo de NaOH, [3 mol/dm3]; Solues de HCl, [6 mol/dm3] e [0,1 mol/dm3].

Fichas de Informaes de Segurana de Produtos Qumicos: Acetona (propanona):Frases de risco:

- R12 Extremamente inflamvel.

- R18 Durante o uso pode formar com o ar mistura inflamvel/ explosiva.

- R20/R21/R22 Nocivo por inalao, em contato com a pele e por ingesto.

- R36/R37/R38 Irritante para os olhos, vias respiratrias e pele.

- R41 Risco de graves leses oculares.

- R43 Pode causar sensibilizao pelo contato com a pele.A inalao deste produto pode causar a morte.

Frases de segurana:

- 41 Evitar respirao repetida ou prolongada do vapor.

- 128 Evite contato prolongado ou repetido com a pele.

- S9 Manter o recipiente em local bem ventilado.

- S16 Manter afastado de qualquer chama ou fonte de fasca - No fumar.

- S25 Evitar o contato com os olhos.


6/17

6

- S26 Em caso de contato com os olhos, lavar imediatamente com bastante gua

corrente e consultar um especialista.

Etanol (lcool etlico):Frases de risco:

- R11 Facilmente inflamvel.

Frases de segurana:

- S7-16 Manter o recipiente bem fechado. Manter afastado de qualquer chama

ou fonte de ignio No fumar.

Zinco em p:Frases de risco:

- R15 Em contato com gua, liberta gases extremamente inflamveis.

- R17 Espontaneamente inflamvel ao ar.

Frases de segurana:

- S2 Manter fora do alcance das crianas.- S7 Manter o recipiente bem fechado.

- S8 Manter o recipiente ao abrigo da humidade.

- S43 Em caso de incndio, utilizar (meios de extino a especificar pelo

produtor. Se a gua aumentar os riscos, acrescentar Nunca utilizar gua).

H2SO4(cido sulfrico):Frases de risco:

- R34-35 Provoca queimaduras/queimaduras graves.

- R37 Irritante para as vias respiratrias.

Frases de segurana:

- S2 Manter fora do alcance das crianas.

- S26-30-45 Em caso de contacto com os olhos lavar imediata e

abundantemente com gua e consultar um especialista. Nunca adicionar gua a


7/17

7

este produto. Em caso de acidente ou de indisposio, consultar imediatamente o

mdico (se possvel mostrar-lhe o rtulo).

HNO3(cido ntrico):Frases de risco:

- R8-35 Favorece a combusto de matrias combustveis. Provoca queimaduras

graves.

Frases de segurana:

- S1/2-23-26-36-45 Guardar fechado chave e fora do alcance das crianas.

No respirar os gases/ vapores/ fumos/ aerossis. Em caso de contato com osolhos, lavar imediata e abundantemente os olhos e consultar um especialista.

Usar vestirio de proteo adequado. Em caso de acidente ou de indisposio,

consultar imediatamente o mdico (se possvel mostrar-lhe o rtulo).

NaOH (Hidrxido de sdio):Frases de risco:- R35 Provoca queimaduras graves.

Frases de segurana:

- S1 Guardar fechado chave.


- S26 Em caso de contato com os olhos, lavar imediata e abundantemente os

olhos e consultar um especialista.

- S37 Usar luvas adequadas.

- S39 Usar um equipamento protetor para a vista/ face.

- S45 Em caso de acidente ou de indisposio, consultar imediatamente o

mdico.

HCl (cido clordrico):Frases de risco:

- R34 Provoca queimaduras.


8/17

8

- R37 Irritante para as vias respiratrias.

Frases de segurana:


- S26 Em caso de contato com os olhos, lavar imediata e abundantemente osolhos e consultar um especialista.

Segurana:Smbolo Caractersticas

Corrosivo Substncias e preparaes que, em contatocom tecidos vivos, podem exercer sobre estes uma ao

destrutiva.- As solues aquosas concentradas de cido ntrico, de

cido clordrico, de cido sulfrico e de hidrxido de sdioso muito corrosivas.

Irritante Substncias e preparaes no corrosivasque, em contato direto, prolongado ou repetido com

a pele ou com as mucosas, podem provocar umareao inflamatria.

- As reaes do cobre com cido ntrico libertam

vapores irritantes.Proteo obrigatria das mos Devem ser utilizadasluvas de borracha ao trabalhar com as soluesaquosas de cido ntrico, de cido clordrico, de

cido sulfrico e de hidrxido de sdio.

Proteo obrigatria dos olhos Devem ser usadosculos de proteo ao trabalhar com as soluesaquosas de cido ntrico, de cido clordrico, de

cido sulfrico e de hidrxido de sdio.

Respeitar a sinalizao existente Trabalhar na hottecom as solues aquosas de cido ntrico.

Proteo obrigatria das vias respiratrias Deve-seutilizar a mscara para evitar a inalao de zinco em

p, visto que se dissolve no ar e muito txico.


9/17

9

Procedimento Experimental Ponto de partida: Cu (s)

1. Cortar um fio de cobre de modo a obter uma amostra de 0,3 g.2. Se o fio no estiver limpo e brilhante, mergulh-lo numa soluo de

cido clordrico, 0,1 mol/dm3, lav-lo com lcool e sec-lo com papel

absorvente.

3. Pes-lo at ao centigrama e registar esse valor. Enrolar o fio e coloca-lo no fundo de um copo de 250 cm3.

Reao A: de Cu (s) a Cu(NO3)2(aq)4. Na hotte, adicionar 4,0 cm3 de HNO3 concentrado (16 mol/dm3) ao

cobre e agitar suavemente at sua dissoluo completa. Observar e

registar as alteraes.

5. Adicionar cerca de 100 cm3de gua destilada. Reao B: de Cu(NO3)2(aq) a Cu(OH)2(s)

6. Adicionar, agitando sempre com uma vareta de vidro, 30 cm3 deNaOH, 3 mol/dm3, para promover a precipitao de Cu(OH)2.

Registar todas as observaes efetuadas.

Reao C: de Cu(OH)2(s) a CuO (aq)7. Aquecer a mistura quase at ebulio, agitando sempre para

uniformizar o seu aquecimento (figura 1).8. Quando a reao estiver completa, retirar o aquecimento e continuar a

agitar por um ou dois minutos.

9. Deixar repousar o xido de cobre e decantar o lquido cuidadosamentepara no perder CuO.

10.Adicionar cerca de 200 cm3 de gua destilada e decantar uma vezmais.


10/17

10

Reao D: de CuO (aq) a CuSO4(aq)11. Ao resduo slido da decantao, adicionar, agitando sempre, 15 cm3

de H2SO4, com concentrao de 6 mol/dm3. Registar as alteraes

observadas. Reao E: de CuSO4(aq) a Cu (s)

12.Na hotte, adicionar de uma s vez, 1,3 g de zinco em p, agitando atque o lquido sobrenadante fique incolor (figura 2). Registar as

observaes efetuadas.

13.Quando a libertao de gs for muito pouco intensa, decantar olquido sobrenadante e despejar no recipiente apropriado (recolha deresduos).

14.Se ainda houver zinco por reagir, adicionar 10 cm3de HCl, 6 mol/dm3e aquecer ligeiramente a soluo.

15.Quando no se observar libertao de gs, decantar o lquido. Lavarcom cerca de 10 cm3de gua destilada, deixar repousar e decantar o

lquido. Repetir este procedimento mais duas vezes, pelo menos.

16.Com a ajuda de uma esptula, transferir o cobre para um vidro derelgio. Fazer uma lavagem com acetona (figura 3) e secar na estufa

(figura 4).

17.Transferir o cobre seco para um copo previamente pesado e pesar atao centigrama (figura 5).

18.Calcular o rendimento do processo.

Figura 1

Aquecimento do precipi-tado de Cu(OH)2.

Figura 2

Formao de um precipita-do de Cu (s), resultante da adio de

zinco em p.


11/17

11

Figura 3Resduo da reao E:

cobre slido (com acetona).Figura 4Cu (s), aps secagem na

estufa.

Figura 5Medio, na balana, do

cobre seco.


12/17

12

Registo de ObservaesReao Equao qumica Observaes

A Cu(s) + 4HNO3(aq)Cu(NO3)2(aq) +2H2O(l) + 2NO2(g)

Libertao de vapores dedixido de azoto, verificando--

se que a reao comeou aocorrer;

A soluo apresenta uma corazul-esverdeada, devido

presena de nitrato de cobre.

B Cu(NO3)2(aq)+2NaOH(aq)Cu(OH)2(s)+2NaNO3(aq)

Precipitado gelatinoso de

Cu(OH)2;O precipitado apresenta umacor azul forte que, depois deser agitada, voltou a ser mais

clara;Formao de um disco azulado

(nitrato de cobre), devido falta de NaOH.

C Cu(OH)2(s)CuO(s)+H2O (l)

Inicialmente observa-se umacor azul-esverdeada;

medida que se procede aoaquecimento o precipitadopassa para uma cor verde e,posteriormente para uma cor

castanha escura;Devido ao aquecimento, o

hidrxido de cobretransformou-se em xido de

cobre slido.

D CuO(s)+H2SO4(aq)CuSO4(aq)+H2O(l)

A soluo passa de uma cor

castanha escura para uma corazul clara.

E CuSO4(aq)+Zn(s)Cu(s)+ZnSO4(aq)

Formao do precipitado decobre e o lquido sobrenadantefica incolor. O precipitado de

cobre apresenta uma corcastanha escura.

Aps a secagem na estufaforma-se, juntamente com o

cobre seco, xido de cobre decor azul-esverdeada.


13/17

13

Dados:

Massa inicial (Cu): 0,307 0,01 g

Massa final (Cu): 0,467 g 0,01 g

Clculo do rendimento ():

=

=

=152 %

Diagrama concetual da atividade:

CuSO a

C u s

Cu NO a

Cu OH sC u O s

por aquecimento

+H2SO4(aq)

+ Zn(s) + HNO3(aq)

+ NaOH(aq)


14/17

14

Discusso dos ResultadosA atividade experimental no ocorreu como esperado, uma vez que na

primeira tentativa de realizao, o cido ntrico no reagiu com o cobre, ou seja,

no o dissolveu, mesmo tendo sido adicionado vrias vezes e numa quantidade

superior suposta. O cido no se encontrava em boas condies, uma vez que

o armazenamento do mesmo no foi o mais correto.

No decorrer da atividade cometeram-se vrios erros, o que influenciou o

rendimento final da reao. Alguns dos erros cometidos foram sistemticos:cometeram-se erros de paralaxe, como por exemplo, na medio das solues

devido falta de rigorosidade dos instrumentos, no erro associado balana,

entre outros. No entanto, ocorreram tambm alguns erros acidentais, tais como:

erros no procedimento da decantao, uma vez que ocorreram perdas de

soluo. Outro erro acidental cometido foi na transferncia do hidrxido de

sdio, porque se derramou parte do hidrxido sobre ahotte

.

O rendimento final da reao foi tambm influenciado por um erro

bastante evidente: quando se procedeu secagem do produto da reao E, ou

seja, cobre slido, na estufa, houve a formao de xido de cobre. Isto deveu-se

ao facto de que a estufa havia sido utilizada, depois da colocao do cobre

slido na mesma. A humidade que se encontrava na estufa, devido a essa mesma

secagem, provocou a formao do xido de cobre (que tambm se formoudevido adio de acetona). Este xido fez com que a massa final fosse superior,

o que influenciou o rendimento, que foi superior a 100% (o que , teoricamente,

impossvel). No entanto, o facto de o rendimento ser superior a 100% no se

deveu somente a este acontecimento. O zinco no reagiu completamente com o

sulfato de cobre. No decorrer da atividade verifica-se a ausncia de num passo:

depois da secagem na estufa deveria ter-se colocado a amostra obtida de cobre


15/17

15

solido num exsicador, de modo a que toda a humidade que pudesse existir fosse

absorvida pela slica, impedindo a formao do xido de cobre.

H que focar tambm o impacte ambiental de certos reagentes e

produtos. Por exemplo, a acetona miscvel com gua, podendo contaminar

esgotos, rios e correntes de gua. No caso do cido sulfrico, pode contaminar

cursos de gua, tornando-os imprprios para o uso em qualquer finalidade. Em

relao ao cido ntrico, este pode contaminar cursos de gua e, em altas

concentraes no ar, pode ser contaminante para seres vivos. No caso do sulfato

de zinco, txico para o meio aqutico. Isto permite-nos concluir que qualquer

um destes reagentes e produtos no deve ser deitado no esgoto devido sua

toxicidade, devendo ser guardados e posteriormente tratados.

Resposta s questes-problema:

1. Por que motivo deve o fio de cobre estar limpo e brilhante no passo 2?O fio de cobre deve estar limpo e brilhante no passo 2 para que a reao se d

mais rapidamente, visto que o cobre fica sem impurezas.

2. Refira duas razes para executar o passo 4 na hotte.O passo 4 deve realizar-se na hotte devido aos vapores libertados, pois o

dixido de azoto extremamente txico para as vias respiratrias. Como o

reagente um cido forte, h sempre libertao de vapores.

3. Que substncia removida da mistura no processo de decantao do passo9?

A substncia removida da mistura no processo de decantao do passo 9 a

gua.


16/17

16

4. Qual o gs a cuja libertao se refere o passo 13?O gs a cuja libertao se refere o passo 13 o hidrognio, devido reao

secundria, que ocorre completamente, do zinco com a gua:

Zn(s)+H20(l)ZnO(aq)+H2(g).

5. Por que razo necessrio recolher o sobrenadante, como resduo, nopasso 13 e no no passo 9?

Deve recolher-se o sobrenadante como resduo no passo 13 e no no passo 9

porque no passo 9 recolheu-se o sobrenadante que a gua e esta no txica,

enquanto que no passo 13 o sobrenadante o sulfato de zinco (txico para o

meio aqutico).

6. Se existir excesso de zinco nos passos 12 e 13 necessrio adicionar 10 mLde cido clordrico, 6 mol/dm3. Apresenta a equao qumica

correspondente reao do cido clordrico com o zinco e diz porque

motivo necessrio recolher um dos produtos dessa reao.

A equao qumica : Zn(s)+2HCl(aq)

H2(g)+ZnCl2(aq); o ZnCl2 txico para o

meio ambiente e, por isso, ser necessria a recolha do produto para posterior

tratamento: ZnCl2(aq)+Na2CO3(aq)ZnCO3(aq)+2NaCl(aq).


17/17

17

Bibliografia Pereira, E., Magalhes, J. (2009). Elementos Caderno de AtividadesLaboratoriaisQumica 12 ano, 1 Edio. Carnaxide: Santillana Constncia. http://www.grupobrasinter.com.br/fispqs/01-ACETONA.pdf http://www.bioinfo.ulusofona.pt/Site/4/seg/acido%20sulfurico.pdf
http://www.grupobrasinter.com.br/fispqs/01-ACETONA.pdfhttp://www.grupobrasinter.com.br/fispqs/01-ACETONA.pdfhttp://www.bioinfo.ulusofona.pt/Site/4/seg/acido%20sulfurico.pdfhttp://www.bioinfo.ulusofona.pt/Site/4/seg/acido%20sulfurico.pdfhttp://www.bioinfo.ulusofona.pt/Site/4/seg/acido%20sulfurico.pdfhttp://www.grupobrasinter.com.br/fispqs/01-ACETONA.pdf

Ciclo Do Cobre

Documents

Transcript of Ciclo Do Cobre