CICLO DO COBRE

            O cobre é um elemento químico com símbolo Cu, número atômico 29 e massa atômica 63,3u. Á temperatura ambiente encontra-se no estado sólido, é classificado com um metal de transição, visto que o mesmo encontra-se na tabela periódica no bloco “d”.

            Industrialmente é um metal muito importante, visto que 40% da produção do mesmo estão voltadas para a produção de fios e cabos elétricos.  É um elemento de coloração avermelhada, maleável e bom condutor de eletricidade.

            Pode ser encontrado na forma metálica e em alguns lugares. Na maioria de seus compostos apresenta estados de oxidação baixos, + 1 e +2, sendo o último o mais comum.

            O ciclo do cobre ocorre por sucessivas reações, a qual se inicia no cobre e finaliza com o mesmo, ou seja, é um método de recuperação.

A produção dos variados compostos de cobre presente nesta prática é dividida em cinco etapas:

Na primeira etapa é produzido nitrato de cobre II [Cu(NO₃)₂], para tanto se fez necessário pesar 0,1g de cobre, adicioná-lo a um béquer de 250mL juntamente com 2mL de uma solução a 6 molar de ácido nítrico. Cuidado: O ácido nítrico provoca queimaduras, e seus vapores são tóxicos, por isso utilize vestuário de proteção como: luva, máscara e óculos.

Ao adicionar a solução de ácido nítrico no cobre metálico (pedaços pequenos) sendo que nem tudo foi dissolvido, após algum tempo observou-se uma coloração azul, esta reação ocorreu por um processo de oxidação do cobre pelo ácido nítrico. Neste procedimento houve liberação do NO₂, considerado tóxico.  Observe a reação a baixo:

Reação: de oxidação e redução:

Para que o cobre sofra oxidação, ele deve perder 2e^-. A equação parcial de oxidação ou semi-reação de oxidação é a seguinte:

Cu⁰ → Cu²⁺  +  2e^-

^{Para que o nitrogênio sofra redução, ele deve ganhar 3e-. A equação parcial de redução ou semi-reação é a seguinte:}

N⁵⁺ + 3e^-  → N²⁺

   Fig. 01- Adição do HNO3

Na segunda etapa deste experimento, foi adicionada solução de hidróxido de sódio na solução inicial, em seguida foi observado um precipitado (hidróxido de cobre II [Cu(OH)₂]) de coloração azul escuro. Observe a reação:

Cu(NO₃)₂(aq) + 2 NaOH(aq) →  Cu(OH)₂(s) + 2 NaNO₃(aq)

 

Figura 02- Adição do ácido sulfúrico - formação do precipitado

Na terceira etapa, o sistema anterior foi aquecido. Observou-se a mudança de coloração do precipitado de azul escuro para preto. Ocorreu reação de decomposição do hidróxido de cobre II com formação do óxido de cobre II. O precipitado foi então filtrado e lavado com 2mL de água destilada. Observe a reação:

Cu(OH)₂ (s) → CuO (s) + H₂O (l)

Fig. 03-Após o aquecimento- formação do óxido de cobre II

Na quarta etapa, foram adicionados ao precipitado 30mL de solução de ácido sulfúrico. (Obs: O ácido sulfúrico provoca graves queimaduras, por isso seu manuseio deve ser feito na capela, além do vestuário de proteção.) Neste caso, houve formação do sulfato de cobre em uma reação de substituição. Observe a reação.

CuO (s) + H₂SO₄ (aq) → CuSO₄ (aq) + H₂O (l)

A última etapa foi a adição zinco em pó, foi possível visualizar saída de vapores, ou seja, pois houve formação do gás H₂ (não é tóxico, mas é explosivo). Ao final, obteve-se o cobre novamente. Observe a reação:

                                      Fig. 04-Adição do zinco- formação do cobre metálico

O ciclo de reações envolvendo o cobre permite  o estudo dos compostos de cobre e suas reações, de acordo com o esquema:

Verificou-se ao longo do procedimento mudanças de cor nas soluções, conseqüências das reações ocorridas. Assim quando se oxidou o cobre com ácido nítrico foi liberado um gás (NO₂), quando o cobre oxidou totalmente a solução tomou uma cor azul.Quando essa solução foi aquecida, formando-se um precipitado de oxido de cobre (de cor negra), o liquido sobrenadante era incolor. Ao adicionar-se o acido sulfúrico ao precipitado, o cobre dissolveu-se novamente,ao adicionar o zinco em pó o cobre foi precipitado (coloração escura).

Referências bilbiográficas

http://www.slideshare.net/hugosilvapinto/relatrio-um-ciclo-de-cobre