Analytica 95

• Deixar secar e pesar. Registar o valor.
enargita (Cu3AsS4, com 48,3% de
Cu). Entre os secundários, incluem-
-se os oxidados cuprita (Cu2O,
com 88,8% de Cu), e a tenorita
(CuO, 79,8%Cu); os carbonatados
malaquita (CuCO3.Cu(OH)2,
57,5%Cu), e a azurita (2CuCO3.
Cu(OH)2, 55,3% Cu) e os silicatos
do tipo crisocola (CuSiO3.2H2O,
36 % Cu) (EVANGELISTA, 2002).
O cobre apresenta dois estados de
oxidação Cu+ e Cu2+ (BRADY &
HUMISTON, 1986).
O Hidróxido de Cobre (II),
Cu(OH)2, é um material que apresenta
diversas aplicações, por
exemplo em catálise heterogênea
e em compósitos óticos. É considerada
uma fase metaestável, pois
se converte espontaneamente a
CuO no estado sólido a 150°C e
em solução aquosa a temperatura
ambiente (MACHADO et al.,2014).
Por esse fato, é um potencial
precursor dos óxidos de cobre,
largamente empregados como
semicondutores, precursores de
cerâmicas, eletrodos e sensores de
gás. Objetivo principal deste artigo
é verificar a ocorrência da reação
química e obtenção do hidróxido
de cobre (Cu(OH)2) na obtenção de
um sensor eletroquímico.
2. Materiais e Métodos
2.1 Materiais e
reagentes
• Balança Analítica Digital Microprocessada
com Calibração
Automática, marca Bel, modelo
M214AiH,com resolução 0,0001
g, Repetibilidade 0,0002 g, Linearidade
+/- 0,0003g, campo de
pesagem de 0 a 210 g, campo de
taragem de 0 a 210, tempo de estabilização
4 segundos;
• Nitrato de Cobre II
Cu(NO3)2.3H2O,com teor mínimo
de 99% , e pH 3,5 – 4,5 (5% a
20ºC) do LabFarm.;
• Hidróxido de sódio (NaOH),
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
idade do precipitado. O grau de hidratação do precipitado diminui com o aumento da
concentração de álcalis (l). Além da metaestabilidade do hidróxido, a possibilidade do a
comprado no comercial presença Maia/João de CuO coloidal Começando ou Cu(OH)2 com também cobre deve metálico ser considerada na avaliação do
Pessoa-PB.
dados de solubilidade (AASTRUP
no topo,
et
a
al.,2000).
sequência de produtos
• Erlenmeyer de 250ml; formados é mostrada no diagrama
• Cronômetro de celular, Medições para ver de condutância (VOGEL,1981): (2) e viscosidade (3) indicam que o hidróxido é pelo
o tempo da reação;
menos parcialmente peptizado
• Luva plástica descartável para
Figura em 1- Mecanismo soluções de sequência NaOH de de reações que produzem um
produtos Cu.
manipulação do experimento.
número de compostos coloridos. Começando com cobre metálico no topo, a sequência
2.2 Procedimento de produtos formados é mostrada no diagrama (VOGEL,1981):
Cu
Mg
HNO 3
Experimental
• Pesar a amostra na Balança
Analítica Digital. Registrar o valor;
• Colocar a amostra num Erlenmeyer
e adicionar 30 mL de NaOH,
agitando com uma vareta de vidro
até precipitar todo o Cu(OH)2;
• Deixar sedimentar o sólido e
decantar o líquido sobrenadante;
• Filtrar a mistura;
• Colocar o sólido num vidro de
relógio;
• Deixar secar e pesar. Registar
o valor.
Para o estado de oxidação bipositiva do cobre há um óxido sólido, CuO, e um
hidróxido sólido, Cu(OH)2 No entanto, em alguns ambientes, o hidróxido é metaestável
em relação ao óxido. O hidróxido foi referido como um óxido hidratado cujas
propriedades dependem da temperatura de precipitação, a quantidade de álcali usada, e a
CuSO 4
H 2SO 4
Cu(NO 3) 2
NaOH
CuO Cu(OH) 2
∆
Figura 1- Mecanismo sequência de produtos do Cu.
Fonte: Elaborado pelo próprio autor
Fonte: Autor
A metaestabilidade de soluções
de Cu(OH)2 em NaOH aquoso também
foi é verificado numa temperatura
de 298 K. O hidróxido de
3. Resultados e
cobre (II), Cu(OH)2, um sólido marron
escuro, precipita no fundo do
Discussão
Para o estado de oxidação bipositiva
do cobre há um óxido só-
recipiente com a solução; Ou seja,
com Cu(OH)2 dissolvido em NaOH
lido, CuO, e um hidróxido sólido,
aquoso, a fase sólida se aproxima
mas não atinge a composição
Cu(OH)2 No entanto, em alguns
A metaestabilidade A de metaestabilidade soluções de de soluções de Cu(OH)2 em NaOH aquoso também foi é
Cu(OH)2 em NaOH aquoso também foi é
ambientes, o hidróxido é metaestável
em relação ao óxido. O hi-
CuO. Da mesma forma, a solução
verificado numa temperatura de 298 K. O hidróxido de cobre (II), Cu(OH)2, um sólido
verificado numa temperatura de 298 K. O
diminuiu
hidróxido
no
de cobre
teor
(II),
de
Cu(OH)2,
cobre, mas
um sólido
marron escuro, precipita no fundo do recipiente com a solução; Ou seja, com
o
Cu(OH)2
marron escuro, precipita no fundo do recipiente
dróxido foi referido como um óxido
valor com não a atingiu solução; Ou o valor seja, com de Cu(OH)2
dissolvido em NaOH aquoso, a fase sólida se aproxima mas não atinge uma a composição
dissolvido em NaOH CuO. aquoso, Da mesma a fase forma, sólida a
hidratado cujas propriedades de-
solução se aproxima diminuiu saturada mas no teor não de cobre, atinge CuO mas em a composição
o valor NaOH não atingiu o
A metaestabilidade de soluções de Cu(OH)2 em NaOH aquoso também foi é
CuO. Da mesma forma, valor a de solução uma solução diminuiu saturada
pendem da temperatura precipitação,
a quantidade de álcali
aquoso,que no de teor CuO de em cobre, NaOH podem mas aquoso,que o valor ser podem não descrito atingiu ser descrito o pela
verificado numa temperatura equação (1) de (PETRUŠEVSKI 298 K. O
pela
hidróxido et equação al., 2005). de cobre
(1)(II), (PETRUŠEVSKI
Cu(OH)2, um sólido
valor de uma solução saturada de CuO em NaOH aquoso,que podem ser descrito et pela
marron escuro, precipita no fundo do recipiente equação
usada, e a idade do precipitado.
al., (1) 2005). com (PETRUŠEVSKI a solução; et Ou al., seja, 2005). com Cu 3 2( )
2 2
2 Cu(OH)2
equação (1) (PETRUŠEVSKI et al., 2005).
3
(1)
aq
s
s
aq
dissolvido em NaOH aquoso, a fase sólida equação
O grau de hidratação do precipitado
diminui Da mesma
Cu se
aproxima (1) (PETRUŠEVSKI
3 2( )
2 mas não
atinge et al.,
a composição 2005).
Vamos escrever a equação na forma 2
2 aqiônica:
s
s
3
aq
CuO.
com 3 forma, 2
o aumento a solução
da
2
2 OH
( aq) Cu( aq) Vamos Cu( OH escrever )
2( s)
a equação na forma iônica:
(2)
concentração de álcalis (l). Além
2
2( ) s
diminuiu OH no teor NaNO de cobre,
2
3
aq
3 2 mas o valor
não
atingiu (1) o
aq
s
2
2( ) s
2 s
3
aq
valor de uma solução saturada de CuO em NaOH Vamos aquoso,que escrever podem a equação ser descrito na pela
NaNO
Vamos escrever a equação na
2
2 OH
No forma nosso caso, iônica: o hidróxido ( aq) Cu de ( aqsódio, )
Cu NaOH ( ) e 2( nitrato s)
de cobre (II), Cu(NO3)2,
da metaestabilidade equação (1) (PETRUŠEVSKI do dissociarão hidróxido, et al., 2005). Vamos forma escrever iônica: a equação na forma iônica:
2
2 OH completamente em solução aquosa para formar cátions e ânions, em fases
( aq) Cu( aq) Cu( OH )
2( s)
(2)
a possibilidade do a presença sólida e líquida de
equação
2
diluída, conforme 2 OH (1)
( aq) as equações Cu (PETRUŠEVSKI
( aq) abaixo: Cu( OH ) et al.,
2( s)
2005).
CuO coloidal No 3
ou nosso caso, 2
Cu(OH)2 o hidróxido
NaOH também
Cu de sódio,
( s) Na( s) OH
sólida
NaOH 2 e 3 nitrato de cobre (II), Cu(NO3)2, (1)
2( aq) s
2 s
aq
( aq)
e líquida diluída, conforme as equações abaixo:
(3)
2
deve ser dissociarão considerada completamente na avaliação em solução aquosa No para nosso 3
formar caso, 2
cátions o
e
hidróxido
ânions, Cu em fases
2
2( ) s
de
aq
2 s
3
aq
Vamos escrever a equação Cu( NOna 3) 2( forma aq) Cu iônica:
NaNO
( aq) NaOH 2NO
( s) ( aq)
( s) OH( aq)
sódio, NaOH e nitrato de cobre (II),
2
do dados sólida de e líquida
solubilidade diluída,
2
conforme
A (AAS- as equações
reação produzirá Cu( Vamos hidróxido 3) abaixo: escrever
2( aq)
de ( aq) cobre a equação 2NO
(II), ( aq)
Cu(OH)2, na forma um iônica:
2 OH composto iônico
( aq) Cu( aq) Cu( OH )
2( s)
sólida Cu(NO3)2, e líquida diluída, dissociarão conforme completamente
NaOH
as equações (2) abaixo:
TRUP et NaOH al.,2000). insolúvel que se precipita da solução e nitrato 2de sódio aquoso, NaNO3 (cristalino
( s) Na( s) OH( aq)
2 OH( aq) Cu
( aq) Cu( OH )
2( s)
No nosso caso, o hidróxido de sódio,
Medições de condutância inodoro e (2) incolor), e outro NaOH composto ( s) em iônico Na e nitrato solução
( ssolúvel. )
OH
de cobre aquosa (II), Cu(NO3)2, para (3)
2
A ( aq equação ) química equilibrada para
Cu( NO3) 2( aq) Cu( aq) 2NO( aq)
2
viscosidade
dissociarão
(3)
completamente
indicam esta que reação em
o seria solução
hi-semelhantdróxido sólida é pelo e líquida menos diluída, parcialmente
conforme Cu( NOas 3) equações
aquosa formar
Cu( NO a esta para cátions
3) 2( (FELTRE, formar
aq) Cu2005),
cátions e ânions,
( aq) 2NO
e ânions, em em fases fases
( aq)
A reação produzirá hidróxido de sólida cobre (II), e líquida Cu(OH)2, diluída, um composto conforme iônico
2( aq) esta NaOH reação abaixo:
( s) seria Cu( semelhante OH )
2( s) a 2esta NaNO (FELTRE,
3( aq)
2005), (4)
peptizado
insolúvel
em
que
soluções
se precipita
de
da
Agora, NaOH
solução e as nitrato
observe que sólida equações
precisamos Cu( NO e líquida de
3) sódio
2( aqde ) 2 NaOH diluída, abaixo:
aquoso,
mols ( sde conforme
) hidróxido CuNaNO3 ( OH ) (cristalino
2( de as
s) sódio equações 2NaNO
para 3( aq cada abaixo:
NaOH ) 1
( s) Na( s) OH( aq)
de reações inodoro e que incolor), produzem outro mole composto de nitrato um de iônico cobre NaOH solúvel. (II) que participa A equação
Na da reação. química
2
OH
Para equilibrada obter a equação (3) para iônica
Cu( NO3) 2( aq) Cu( aq) 2NO( aq)
número esta de reação compostos seria semelhante completa, coloridos. a esta reescreva (FELTRE, os compostos 2005), iônicos solúveis como cátions e ânions,
A metaestabilidade A metaestabilidade de soluções de soluções de de Cu(OH)2 em Cu(OH)2 NaOH aquoso em NaOH também aquoso foi é també
verificado numa numa temperatura temperatura de 298 K. de O 298 hidróxido K. O de hidróxido cobre (II), de Cu(OH)2, cobre (II), um sólido Cu(OH)2, u
marron escuro, escuro, precipita precipita no fundo no do fundo recipiente do recipiente com a solução; com Ou a seja, solução; com Cu(OH)2 Ou seja, com
dissolvido em NaOH aquoso, a fase sólida se aproxima mas não atinge a composição
dissolvido em NaOH aquoso, a fase sólida se aproxima mas não atinge a com
CuO. Da mesma forma, a solução diminuiu no teor de cobre, mas o valor não atingiu o
CuO. Da A mesma metaestabilidade forma, a solução de soluções diminuiu de no Cu(OH)2 teor de cobre, em NaOH mas o aquoso valor não tam
valor de uma solução saturada de CuO em NaOH aquoso,que podem ser descrito pela
valor verificado de uma numa solução temperatura saturada de de CuO 298 K. em O NaOH hidróxido aquoso,que de cobre podem (II), Cu(OH)2, ser desc
marron escuro, precipita no fundo do recipiente com a solução; Ou seja, com
(1)
dissolvido em NaOH aquoso, a fase sólida se aproxima mas não atinge a c
CuO. Da mesma forma, a solução diminuiu no teor de cobre, mas o valor nã
(2)
valor de uma solução saturada de CuO em NaOH aquoso,que podem ser de
No nosso caso, o hidróxido de sódio, NaOH e nitrato de cobre (II), Cu(NO3)2,
dissociarão completamente em solução aquosa para formar cátions e ânions, em fases
No nosso caso, o hidróxido de sódio, NaOH e nitrato de cobre (II), C
dissociarão completamente em solução aquosa para formar cátions (3) e ânions,
A reação produzirá hidróxido de cobre (II), Cu(OH)2, um composto iônico
insolúvel que se precipita da solução e nitrato de sódio aquoso, NaNO3 (cristalino
No nosso caso, o hidróxido de sódio, NaOH e nitrato de cobre (II),
inodoro e incolor), outro composto iônico solúvel. A equação química equilibrada para
dissociarão completamente em solução aquosa para formar cátions e ânions
A reação produzirá hidróxido de cobre (II), Cu(OH)2, um compost
(4)
insolúvel que se precipita da solução e nitrato de sódio aquoso, NaNO3 (c
Agora, ( s) observe ( sque ) precisamos ( aq)
de 2 mols de hidróxido de sódio para cada 1
inodoro e incolor), outro composto iônico solúvel. A equação química equilibr
mole de nitrato de cobre (II) 2que participa
Cu( NO da reação. Para obter a equação iônica
3) 2( aq) Cu( aq) 2NO( aq)
A reação produzirá hidróxido
completa, reescreva os compostos iônicos solúveis como cátions e ânions,
11
NaOH de esta cobre reação Cu( NO(II), 3)
seria Cu(OH)2, semelhante um a composto esta (FELTRE, iônico 2005),
Cu( NO3 )
2( aq) NaOH ( s) Cu( OH )
22( s) 2NaNO
3( aq)
(4)
insolúvel que se precipita 2 Na da ( aq) solução OH( aq) e Cu nitrato ( aq) 2 NO
NaOH Cu
A de ( NO
reação
3( sódio aq) Cu( Cu( NO )
2( 3)
s2) 2Na aq) 2NO3( aq)
(5)
3) aquoso, produzirá
2( aq) NaOH hidróxido
( s) Cu( OH
de
)
cobre
2( s) 2NaNO
(II), Cu(OH)2, um compo
NaNO3 (cristalino
3( aq)
Agora, observe que precisamos
2
2de Na2 mols
( aq) OHde ( aq) hidróxido Cu ( aq) de 2 NOsódio NaNO3
3( aq) para Cu( OH cada ) 1
inodoro e incolor), outro composto iônico insolúvel solúvel. 2( s) 2Na ( aq) 2NO
3( ) (5)
Isso é equivalente a, Agora,
A que equação se precipita
observe
química da
que precisamos
equilibrada solução e
de
para nitrato de sódio aquoso, NaNO3
2 mols de hidróxido de sódio par
NaNO3
mole de nitrato de cobre (II) que participa da reação. Para obter a equação iônica
esta reação seria semelhante a esta (FELTRE, inodoro
2
2Na( aq) 2OHIsso mole
2005), e incolor), outro composto iônico solúvel. A equação química equili
( aqé )
equivalente Cu de nitrato
( aq) 2 a, NOde cobre
3( aq) Cu( (II) OH ) que
2( aq) participa 2Na ( aq) 2da NOreação. Para obter a equaçã
3( aq)
completa, reescreva os compostos iônicos esta reação solúveis seria semelhante como cátions a esta (FELTRE, e ânions, 2005),
Cu( NO 2
3) 2( aq) NaOH ( s) Cu( OHcompleta, )
2( s) 2 Na 2NaNO
reescreva 2OH3( aq)
Cu os compostos 2 NO iônicos (4) Cu( OH ) solúveis (6)
2Na como 2NOcátions e
REVISTA ANALYTICA - JUN/JUL 18
aq aq aq aq aq aq aq
( ) ( ) ( ) 3( ) 2( ) ( ) 3( )