APL 1.2 Síntese do sulfato de tetraminocobre(ii) mono-hidratado

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1 APL 1.2 Síntese do sulfato de tetraminocobre(ii) mono-hidratado Grupo de Trabalho: Classificação Professor Existe uma crença de que os produtos naturais são necessariamente bons ou menos nocivos que os produzidos através da acção conjunta da inteligência e da habilidade técnica que o Homem desenvolveu em laboratórios e fábricas. Contudo, os produtos químicos que tanto afectam a vida das pessoas, quer os isolados a partir de plantas e animais, quer os fabricados em laboratórios, põem em causa a referida crença veja-se por exemplo, a ocorrência natural da nicotina, cafeína, ácido salicílico, morfina tão úteis como analgésicos, mas tão destrutivos pelos efeitos cumulativos que produzem. Por outro lado, os laboratórios produzem maravilhas, como a aspirina, fertilizantes, assim como substâncias devastadoras, como a heroína ou ácido nítrico para bombas. O que se pode fazer com o amoníaco? O mundo natural é cheio de cor! Todas as cores são o resultado da interacção dos materiais com a luz visível. A Química produz muitas substâncias com cores variadas e associadas, normalmente, a substâncias designadas por sais complexos, também conhecidos por compostos de coordenação. O amoníaco pode ser utilizado como matéria-prima para preparar outras substâncias, uma delas é o sulfato de tetraminocobre (II), um composto de coordenação. Pretende-se, assim, sintetizar sulfato de tetraminocobre (II) mono-hidratado. Mas, surge outra questão problema: Como interpretar a variação de cor observada a partir de uma solução de Cu ++ (aq) até à formação do ião complexo [Cu(NH 3 )4] 2+ (aq)? Fase pré-laboratorial (questões) 1. Quais as aplicações práticas actuais do sulfato de tetraminocobre (II) mono-hidratado? 2. O sulfato de tetraminocobre (II) mono-hidratado pertence à família dos sais. O que entende por um sal simples, duplo e complexo. Quais as propriedades dos sais anidros e hidratados (Eflorescência, Higroscopia e Deliquescência). Apresente exemplos. Professor Emanuel Bettencourt Física e Química A- 11ºano 1

2 3. O diagrama seguinte apresenta as várias etapas na síntese laboratorial do [Cu(NH 3 ) 4 ]SO 4.H 2 O Os cristais de CuSO 4.5H 2 O devem ser moídos. Justifique este procedimento Qual é a massa de CuSO 4.5H 2 O que corresponde a 0,020 mol? 3.3. O [Cu(NH 3 ) 4 ]SO 4.H 2 O sintetizado forma uma massa compacta de cristais finos. Indique o tipo de filtração mais adequado para os separar da fase líquida O líquido mais adequado para lavar os cristais obtidos será álcool etílico ou água? Porquê? 3.5. Os cristais obtidos decompõem-se por aquecimento e exposição prolongada ao ar. Sugira um processo de secagem adequado Qual é a operação que falta concretizar para se determinar o rendimento da síntese? 4. Qual a equação química que descreve a síntese deste composto? 5. Com base no diagrama anterior, escreva um procedimento que contenha os passos necessários à síntese do [Cu(NH 3 ) 4 ]SO 4.H 2 O. Não deixe de: ter em conta as respostas dadas na questão anterior; tomar conhecimento dos perigos relativos às substâncias utilizadas; indicar o material necessário em cada passo. Professor Emanuel Bettencourt Física e Química A- 11ºano 2

3 Fase laboratorial Registe as medidas de segurança na síntese do sulfato de tetraminocobre (II) mono-hidratado na forma de uma tabela com a simbologia de perigo e as frases de Risco e de Segurança para cada substância e preparações envolvidas. Depois de mostrar a planificação, e de comparar com o proposto no Caderno de Actividades Experimentais, faça a síntese do composto de coordenação de acordo com a estratégia indicada. Registe qualquer alteração que tenha sido feita ao protocolo original. Represente esquematicamente, por intermédio de desenhos, a execução laboratorial, legendando todo o material usado. Apresente em tabela (s) todas as observações, todos os dados e possíveis erros experimentais. Professor Emanuel Bettencourt Física e Química A- 11ºano 3

4 Fase laboratorial ANEXO: Como interpretar a variação de cor na formação do ião complexo [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ (aq) As reacções que ocorrem poder ser traduzidas pelas equações químicas: I. NH 3 (aq) + H 2 O (l) NH 4 + (aq) + HO - (aq) II. Cu 2+ (aq) + 2HO - (aq) Cu(HO) 2 (s) III. Cu 2+ (aq) + 4NH 3 (aq) [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ (aq) IV. HCl(aq) H + (aq) + Cl - (aq) V. NaOH(aq) Na + (aq) + OH - (aq) VI. H + (aq) + HO - (aq) H 2 O (l) Execução 1) Preparação de soluções São necessárias as seguintes soluções, que caso não estejam preparadas será necessário preparar a partir de solutos sólidos ou por diluição de outras. CuCl 2, 0,1mol.dm -3 HCl, 0,2mol.dm -3 NH 3, 0,5mol.dm -3 NaHO, 0,2 mol.dm -3 2) Proceda como se indica no Quadro 1, agitando com um palito, após cada adição, e registe as observações num quadro semelhante ao Quadro 2. Cu 2+ (aq) NH3 (aq) Observação/identificaçã o com as letras do diagrama Explicação usando a equação química Quadro1 Quadro 2 Professor Emanuel Bettencourt Física e Química A- 11ºano 4

5 3) Continue a adicionar: Oito gotas da solução de HCl na 6; Oito gotas de solução de NaOH na quadricula 8, como indica o Quadro 3 Agitar e registar as observações efectuadas num quadro semelhante ao Quadro 4 quadrícul a NaOH (aq) HCl (aq) Observação (cor, transparência, formação de precipitado) Explicação usando a equação química seleccionada HCl 8+NaOH Quadro 3 Quadro 4 Professor Emanuel Bettencourt Física e Química A- 11ºano 5