Projeto de Experimento Livre – Síntese de Compostos Inorgânicos

Projeto de Experimento Livre – Síntese de Compostos Inorgânicos



                        Cristalização: Síntese de Sais Duplos

Disciplina: Introdução à Química Geral Experimental
Ano: 1º Semestre
Departamento de Química da UFPR

Referência: http://www.spq.pt/magazines/BSPQ/590/article/3000806/pdf, acesso em 05/06/2015 às 15h40min

Objetivos

     Objetivo principal: obter o sal duplo (Sulfato de Amônio e Cobre (II) Hexahidratado) através da reação entre o sal Sulfato de Amônio e o sal Sulfato de Cobre Pentahidratado.
   
    Objetivos específicos: • Montar a equação química que traduz a síntese do sal duplo
• Calcular a massa de cada reagente, Sulfato de Amônio e Sulfato de Cobre Pentahidratado, para obter 35 gramas do Sal duplo Sulfato de Amônio e Cobre(II) Hexahidratado.
• Medir o PH da solução inicial [H2O(l) + (NH4)2SO4(aq) + CuSO4.5H2O(aq)].
• Medir o PH do sal duplo obtido.
• Calcular o rendimento do processo.

Introdução

•  Os sais duplos
  Através do processo de cristalização é possível sintetizar sais duplos de sulfato
  utilizando sulfatos simples. Os sais duplos de sulfatos podem ser classificados em duas famílias: as schönites e os alúmenes. Os alúmenes são sais com cátion monovalente e um cátion trivalente e possuem fórmula geral MIMIII(SO4)2.12H2O, a maioria se funde antes de 100°C possibilitando a determinação do ponto de fusão. Já os schönites são sais com um cátion monovalente e um cátion bivalente de fórmula geral M2IMII(SO4)2.6H2O. Os sais duplos dessa família são bastante estáveis e menos solúveis em água do que os sais simples que o compõe. Ao contrário dos alúmenes, não é possível determinar o ponto de fusão da maioria das schönites por serem eflorescentes ou apresentarem outros tipos de decomposição.
  

 

• Qual a sua utilização?
    É uma técnica muito utilizada para separar ou purificar substâncias em escala laboratorial e industrial, usada por exemplo da produção de açúcar, ureia, fármacos, fabricação de pigmentos, de sal de cozinha, de sulfato de sódio e de amônia para a fabricação de fertilizantes, de carbonato de cálcio para as indústrias de papel, cerâmica e de plásticos, na fabricação de ácido bórico e outros compostos para a indústria de inseticidas e farmacêuticas.

Metodologia

Resultados

• CuSO4.5H2O(aq) + (NH4)2SO4(aq) + H2O(l) → Cu(NH4)2(SO4)2.6H2O(s)
              x                                        y                                     35 gramas
  
  

                              1 mol CuSO4.5H2O(aq)  ----------- 1 mol Cu(NH4)2(SO4)2.6H2O(s)
                                     249,59 gramas        -----------          399,75 gramas
                                                  x                  -----------             35 gramas

                                                         x = 21,85 gramas de CuSO4.5H2O(aq)

                                1 mol (NH4)2SO4(aq)  ----------- 1 mol Cu(NH4)2(SO4)2.6H2O(s)
                                     132,13 gramas      -----------            399,75 gramas
                                                   y               -----------             35 gramas

                                                         y = 11,57 gramas de (NH4)2SO4(aq)

•  Rendimento:

35g Cu(NH4)2(SO4)2.6H2O ------------ 100%

              8,1301g                   ------------ z%
                    z = 23% de Cu(NH4)2(SO4)2.6H2O

Conclusão

•  O objetivo principal, obter o sal duplo Cu(NH4)2(SO4)2.6H2O (s), foi alcançado através da execução da reação.

•  Os objetivos específicos também foram concluídos:

•   A equação química que traduz a síntese do sal duplo Cu(NH4)2(SO4)2.6H2O (s), foi realizada e balanceada: CuSO4.5H2O(aq) + (NH4)2SO4(aq) + H2O(l) → Cu(NH4)2(SO4)2.6H2O(s).

•    A massa de cada reagente também foi obtida com êxito: 21,85 g de CuSO4.5H2O(aq) e 11,57 g de (NH4)2SO4(aq)(aq) sendo os valores dados no projeto: 21,56 g CuSO4.5H2O(aq) e 11,62 g de (NH4)2SO4(aq).

•   O PH da solução foi medido por um aparelho medidor de PH e o resultado (2,42) se aproximou do valor esperado (2,81).

•   O rendimento foi baixo (23%) assim como também foi no projeto (34%). A explicação desse insucesso é dado por dois motivos: primeiro ao fato do experimento ser efetuado em dias frios, em que a temperatura ambiente estava relativamente baixa ocasionando num repentino processo de resfriamento, influenciando assim na formação de microcristais pouco desenvolvidos. O segundo motivo pode ter ocorrido pelo fato dos reagentes apresentarem um baixo grau de pureza.

•   Por fim, o PH do sal duplo Cu(NH4)2(SO4)2.6H2O foi medido e obteve-se o valor 5, uma solução ácida, o que era esperado pois o sal duplo foi formado por dois sais que vieram de um ácido forte (H2SO4) e uma base fraca (NH3 e Cu(OH)2) resultando em uma solução final com caráter ácido.

Agradecimentos

•    As autoras agradecem as professoras Dr. Liliana Micaroni e Dr. Maria Aparecida Biason Gomes pelo auxílio no projeto e aos técnicos do Laboratório de Química Geral que ofertaram todo o material necessário para a execução do projeto e que concederam o espaço da sua sala para deixar o experimento em repouso por alguns dias. Agradecemos também aos alunos do Laboratório de Extensão de Química e novamente a professora Dr. Maria Aparecida Biason por fornecerem o laboratório para terminarmos o experimento. Por fim, agradecemos a todos que colaboraram conosco de alguma forma e aos alunos da turma CQ139 pelo interesse na demonstração do nosso trabalho.

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