Química

Aula prática de Laboratório

Ensino Médio - Primeiras Séries A, B, C, 1TA, 1TB

Interações e Transformações Químicas

Reação do Sulfato de Cobre Com o Ferro

CuSO4 + H2O + Fe

Reação do vinagre com Bicarbonato de Sódio

NaHCO3 + CH3COOH

Relatando os Dados Experimentais das Análises

Material e reagentes do primeiro experimento

Reagentes Material - Vidraria

Sulfato de cobre pentaidratado 1 bequer de 100 mL

1 prego de aço 5,4 x 110 mm 1 bastão de vidro

Agua potável. 1 espátula.

Material e reagentes do segundo experimento; vinagre e bicarbonato.

Reagentes Vidraria e demais utensilios

Vinagre de álcool 1 tubo de ensaio 12 x 1,5

Bicarbonato de sódio 1 balão de soprar (bexiga).

1 Estante para tubo de ensaio

1 funil

Sumário

Foram realizadas duas experiências de laboratório. A primeira foi utilizado o sulfato de cobre pentahidratado com um prego do metal ferro, ocorreu a reação de ionização e posterior transformação do cobre da solução de sulfato com o ferro metálico sólido do prego, gerando a síntese de novos compostos. A outra experiência foi feita com vinagre, de comportamento ácido e bicarbonato de sódio, sal que se comporta como base, que ao reagir ionizou, formou outros compostos com produção de efervescência e formação de bolhas de ar.

Objetivo

Comprovar dois experimentos em sala de aula estariam realmente corretos, um utilizando sulfato de cobre com ferro, e outro; uma substância ácida interagindo com bicarbonato de sódio.

Preparação dos reagentes da solução de sulfato de cobre com o ferro e dos reagentes da reação vinagre e bicarbonato de sódio

Metodologia

Para o primeiro ensaio, realizado com a solução de sulfato de cobre pentaidratado foi preparado antecipadamente do seguinte modo: uma colher de sulfato de cobre pentaidratado na forma de sal foi diluido em aproximadamente 100 ml de água destilada e obteve-se uma solução de cor azul transparente. Foi utilizado como metal reagente o ferro ou seja; um prego de aço sem ferrugem.

No segundo experimento o bicarbonato de sódio foi colocado primeiro no tubo de ensaio. Uma pequena quantidade de vinagre, o suficiente para a reação foi separada num bequer. Como a reação para este experimento é instantânea, há a necessidade de se preparar os reagentes antecipadamente.

Desenvolvimento do experimento

O cobre é elemento químico sólido, de massa atômica 63,5 u.m.a., quando ionizado forma o cátion Cu++. Apresenta-se na forma de um metal ductil e condutor de eletricidade.

O sulfato de cobre é um composto químico que se apresenta-se na forma de sal cuja fórmula molecular é CuSO4. Na forma anidra o mineral é chamado de calcocianita apresenta-se como um pó de coloração verde opaca ou cinzenta. Na forma pentaidratado chamado de calcantita que se pode visualisar na cor azul. Esse sulfato de cobre é usado como herbicida, fungicida e pesticida e vários outros empregos.

A composição do prego é o aço temperado, carbono 0,23 %, manganês 0,60% e frações de fósforo 0,040%. O ferro é um elemento quimico metálico de massa 56 u.m.a. que se ioniza nas formas Fe+; Fe++; e Fe+++. Reage intensamente como o oxigênio formando óxido de ferro. O ânion sulfato SO4--; possui quatro átomos de oxigênio ligados ao enxofre central com uma carga negativa de dois elétrons.

Observações Experimentais

O experimento realizou-se da seguinte maneira. No bequer com solução de sulfato cobre foi colocado o prego de aço, sem ferrugem; que reagiu como a solução de sulfato de cobre de cor azul á temperatura ambiente. Em poucos minutos o prego dentro da solução de sulfato de cobre foi mudando a sua aparência externa e ficou recoberto com uma camada metálica sólida da cor do cobre metálico. A explicação para este fato é o seguinte.

Uma pequena parte superficial do ferro do prego que tem mais tendência de se oxidar, ou de sofrer corrosão do que o cobre, sofreu ação do reagente e então uma pequena parte da superfície do prego reagiu com o sulfato da solução, retirando o cobre desse composto deixando-o livre e então uniu-se agora a esse sulfato livre presente na solução. Visualizando o prego durante a experiência, o prego apresenta-se da cor metálica brilhante ou ferro puro. Continuando a observação concluímos que o ferro ligado ao sulfato da solução passa a ocupar o lugar do cobre. Se a experiência durasse muito tempo a solução da cor azul pela presença do cobre, passaria para a cor vermelho marrom de ferrugem pela ação do ferro do prego. Assim a pequena parte do ferro mudou de posição passando a formar o novo composto da solução do bequer o sulfato de ferro (FeSO4). Continuando a reação do ferro com a solução de sulfato de cobre; Só há uma explicação viável para que o metal puro cobre de carga positiva se fixe no prego também de carga positiva, é a carga positiva do ferro estar reduzido para Fe+ se portar como íon de carga negativa e o cobre estar oxidado em Cu++ se portar como íon de carga positiva. Essa diferença de cargas pode atrair os dois metais, ambos de cargas positivas. Nessa reação o ferro comporta-se como se possuisse carga negativa, o cobre oxidado como o íon de carga positiva.

Experiência do Vinagre Com Bicarbonato

Na experiência do vinagre com o bicarbonato de sódio é a seguinte, ao adicionar o vinagre no tubo que continha o bicarbonato de sódio, a reação foi imediata; com uma forte reação explosiva e liberação de gás ou bolhas de ar. Coloca-se rapidamente a bexiga para que esta segure o gás formado e não se perca, dessa maneira a bexiga toma a forma de um balão inflado, comprovando experimental e visualmente a produção de gás carbônico (CO2), substância invisível aos nossos olhos. O que acontece realmente a nível químico molecular é uma quebra de ligações e troca de posições entre os elementos químicos dessas moléculas, dos dois reagentes formando novas substâncias que possibilitam a ?montagem de uma outra reação? para que a partir dela aconteça a reação de formação, a do gás carbônico com a liberação das bolhas de ar que se desprendem do tubo de ensaio e enche a bexiga. Resumindo a reação, podemos assim descrever passo a passo essas transformações. Primeiramente o vinagre (CH3COOH) reage com o bicarbonato de sódio (NaHCO3) liberando cátions Na+, H+ e ânions CH3COO-, e CO3- que sofrem combinação com os cátions formados e produz o acetato de sódio (CH3COONa) e o ácido carbônico (H2CO3) que em contato com a água da solução formada e com os cátios e ânions que ainda estão livres na solução, reagem cindindo essa molécula, formando gás carbônico que produz a forte condição físico química visualizada, ou seja; a formação das bolhas de ar e água.

Resultados ou Conclusão

Em ambas as reações que ocorrem, a transformação é imediata. A força dos reagentes diferentes que interagem são as forças de oxidação e redução as quais proporcionam o fenômeno físico químico observado. Na reação a oxidação do ferro é monovalente, ele comporta-se como ânion, a do cobre é bivalente portanto total é atraido pelo ferro do prego, por isso; este que estava desprendido do sulfato pela água da solução migra para o prego sobrando muito sulfato (SO4--) livre na solução.

Na segunda experiência o contato de duas substâncias, uma comportando como ácido e outra como base são fortes reagentes que proporcionam uma reação de ionização rápida e ressintetização de novos compostos.

Bibliografia

Sulfato de cobre (II) - Wikipédia, a enciclopédia livre.

[Chemistry] Fe + CuSO4 - The Student Room

cienciaemcasa.cienciaviva.pt/extintor.html

Aço - Wikipédia, a enciclopédia livre

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