Este roteiro foi elaborado por Ana Cláudia Melo, professora do IFAM campus Manaus centro.

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Aula Prática: Ciclo de Reações do Cobre

Introdução

O cobre (Cu) é um elemento químico de número atômico 29 e massa atômica 63,3u. Em temperatura ambiente é encontrado na natureza em estado sólido e para a indústria é considerado um metal de extrema relevância para a produção de fios e cabos elétricos.

O diagrama a seguir mostra de forma abreviada as reações do ciclo do cobre:

Materiais e Reagentes

• Bastão de Vidro

• Béquer de 250 ml

• Cadinho de porcelana

• Chapa de Aquecimento

• Fio de Cobre #18 ou 20

• Ácido Nítrico (HNO3) concentrado 16 M

• Hidróxido de Sódio (NaOH) 3M

• Ácido Sulfúrico (H2SO4) 6M

• Zinco Granulado de 30 meshes

• Ácido Clorídrico (HCl) 6M

• Metanol

Procedimento Experimental

1. Do Cu para o Cu(NO3)2: Corte um pedaço de fio de cobre que pese cerca de 0,5 g, limpe-o com palha de aço caso esteja brilhante e pese-o novamente. Em seguida, enrole o fio em espiral no bastão de vidro e coloque no fundo de um béquer de 250 mL e adicione 4 mL de solução concentrada de ácido nítrico 16 M. Após o cobre ter sido dissolvido, adicione água deionizada até que o béquer fique cheio pela metade.

1. Do Cu(NO3)2 para o Cu(OH)2: Enquanto estiver mexendo a solução com um bastão de vidro, adicione 30 mLde NaOH 3M para precipitar o Cu(OH)2

1. Do Cu(OH)2 para o CuO: Continue mexendo, aqueça a solução sobre um chapa aquecedora apenas um pouco acima do ponto de ebulição. Após isso, quando a transformação estiver completa, remova da chapa aquecedora, continue mexendo e aguarde a sedimentação do CuO. Em seguida, decante e derrame o líquido sobrenadante, tendo o cuidado de não perder nada do CuO. Adicione cerca de 200 mL de água quente deionizada, aguarde nova sedimentação e decante outra vez

1. Do CuO para o CuSO4: Adicione 15 mL de H2SO4 6 M e continue mexendo

1. Do CuSO4 para o Cu: Na capela, adicione de uma só vez 2,0 g de zinco granulado, mexendo até que o líquido sobrenadante perca a cor. Quando desprendimento do gás ficar bastante baixo, decante o líquido sobrenadante e derrame-o no recipiente adequado para resíduos. Se puder ver quaisquer grãos prateados de zinco que não reagiram, adicione 10 ml de solução 6 M de HCl e aqueça a solução, sem deixar que ele ferva. Quando não houver mais detecção visual de hidrogênio, decante o líquido sobrenadante e transfira o cobre para um cadinho de porcelana. Em seguida, lave o produto com cerca de 5 ml de água deionizada, deixe ele sedimentando e decante a água de lavagem. Repita a lavagem e a decantação por pelo menos duas vezes. Volte a capela e lave com cerca de 5 mL de metanol, deixe sedimentar e decantar. Coloque o cadinho sob uma placa quente e seque o cobre metálico. Por fim, transfira o cobre para um béquer de 100 mL e faça a pesagem e o cálculo da massa do cobre recuperado.

% recuperada = massa de cobre recuperada x 100%

Massa inicial de fio de cobre