Fórmula Química: CuSO4

Identificação do processo de formação dos cristais: Precipitação

Identificação do ambiente natural reproduzido na experiência: Sedimentar

Problema:

Qual o processo de formação de cristais de sulfato de cobre?

Teoria:

Processos de formação de cristais em ambientes sedimentares

Princípios:

Rocha Quimiogénica

Uma rocha quimiogénica é uma rocha sedimentar formada a partir de um processo de precipitação de Substâncias químicas dissolvidas numa solução aquosa - quimiogénicos sedimentos. A precipitação destas Substâncias pode dever-se à evaporação da água, formando-se cristais que se acumulam e que constituem os EVAPORITOS. Também se pode dever a outras Reacções químicas desencadeadas pela alteração das Condições do Meio.Rocha sedimentar de precipitação

Designação das Rochas constituídas por precipitados que foram provocados por fenómenos físicos, químicos ou biológicos. Atendendo a homogeneidade da composição destas rochas, costumam ser classificadas como: cloretadas rochas (sal-gema), sulfatadas rochas (gesso e anidrito) rochas carbonatadas (estalactites) siliciosas e rochas (sílex).

O que é um Cristal?

Um cristal é uma massa sólida homogénea com formas poliédricas limitada exteriormente por superfícies planas. Para referir uma forma naturalmente assumida por um cristal, utiliza-se os adjectivos euédrico ouidiomorfo, se o seu contorno é delimitado exclusivamente por rostos, subédrico, se o seu contorno apresenta faces e superfícies irregulares e anédrico ou xenomorfo, se não existe qualquer rosto.A estrutura interna dos cristais é caracterizada por um arranjo regular das partículas elementares, isto é, átomos, moléculas ou iões, no espaço, de tal maneira que a mesma configuração se repete segundo três dimensões em intervalos regulares, designando-se então uma estrutura por malha espacial, Retículo ou Rede espacial. Pode Apresentar vairações de estrutura (Devido de impurezas, descontinuidades livres, átomos).

Cristalização

A cristalização de um constituinte de uma fase líquida consiste na sua separação por formação de uma fase sólida cristalina.Os cristais podem ser obtidos através de processos físicos, resultantes do arrefecimento da solução ou evaporação do solvente ou de Processos Químicos, resultantes da adição de agentes precipitantes.As Etapas Fundamentais para se realizar uma cristalização são: a escolha do solvente, a solução da preparação, o arrefecimento e a recuperação dos cristais.

Depois do solvente escolhido, è necessario preparar uma solução com uma amostra e purificar o solvente a quente. Como a solubilidade aumenta com a temperatura

da elevação, e diminui com o decréscimo da mesma, ao adicionar um purificador, o composto e o solvente, obtém-se uma solução homogénea, dado que todo o composto se dissolva.Deve-se preparar uma solução saturada para que a cristalização seja eficaz e rápida.Depois é necessário arrefecer a solução. A velocidade de arrefecimento influencia o tamanho eo número de cristais produzidos. Se o arrefecimento for demasiado rápido formam-se pequenos cristais e se o arrefecimento for lento formam-se poucos cristais mas de dimensões maiores.

sulfato de cobre (II)O sulfato de cobre (II) um sólido é azul cuja fórmula química é CuSO4.5H2O. É também conhecido como vitríolo azul.Das cinco moléculas de água que apresenta, este composto perde quatro moléculas de água a 110 º C e a quinta molécula de água a 150 º C, formando-se um composto anidro Branco, rômbico e de densidade relativa de 3,6.

Conceitos: Rocha quimiogénica, cristal, precipitação, cristalização, sulfato de cobre, dissolução solvente, soluto, solubilidade, Substância química, evaporação, evaporitos.

Procedimentos:1 - Num gobelé preparamos,agitando MUITO BEM, uma solução saturada de sulfato de cobre.2 - Colocamos sobre uma lâmina de vidro uma gota da solução ainda quente.3 - Observamos uma lâmina ao microscópio.4 - Fotografámos, com ampliação à mesma, uma sequência de desenvolvimento dos cristais de sulfato de cobre.

Resultados

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Figura 2 -- Observação da formação de

cristais de sulfato de cobre ao microscópio

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DISCUSSÃO DOS RESULTADOS

Nesta experiência verificamos uma formação de cristais de sulfato de cobre em ambientes sedimentares. Foi possível verificar um crescimento e desenvolvimento dos cristais de forma rápida e progressiva. Foi também possível verificar através do vídeo realizado alguns cristais

que se agregaram a dos outros durante uma cristalização. Na Natureza, este processo é condicionado pela temperatura, pela rede cristalina do mineral e pelo espaço disponível.

Conclusão

Foi possível, então, verificar uma cristalização do sulfato de cobre que se dá em ambiente sedimentar pelo processo de precipitação.

CRISTALIZAÇÃO DO SULFATO DE COBRE1.0 – OBJETIVO

Observar a formação de cristais a partir de uma solução líquida supersaturada, e exemplificar a diferença entre monocristal ( cristal individual ) e um policristal ( agregado cristalino ).

2.0 – TEORIA

Os materiais de construção mecânica, em sua grande maioria, são utilizados no estado sólido, uma vez que será solicitado mecanicamente, necessitando assim, possuir resistência mecânica e rigidez. O estado sólido de um grande número de substancias puras e compostas é obtido através de ligações químicas entre átomos e ou moléculas, que no final resultarão em um cristal.

A partir da informação de que um metal ou uma liga metálica tem estrutura cristalina, é preciso, portanto, rever este primário conceito de que um cristal é transparente. Para tanto é necessário definirmos o que é um cristal.

2.1 - Definição de Cristal

Um cristal caracteriza-se por apresentar, a nível microscópico, elevado grau de organização de seus constituintes, tais como átomos, moléculas, íons, entre outros, isso gera uma rede cristalina muito regular (figura 1). A nível macroscópico temos o resultado desta organização cristalina, pois resulta em um sólido com formas geométricas bem definidas. Vale ressaltar que um cristal pode ser entendido como um sólido fisicamente uniforme em três dimensões, com uma ordem repetitiva longa distância, ou seja apresentar uma regularidade experimental.

Nesta figura podemos ver a organização de uma estrutura cristalina.

2.2 – Monocristal

Um cristal individual ou um monocristal nada mais é do que um corpo sólido formado por substâncias no qual os átomos ou moléculas da mesma ligam-se entre si, de modo que haja uma periodicidade nestas ligações, pois por estrutura cristalina, nada mais é do que um arranjo repetitivo de átomos. Essas ligações geram uma estrutura interna de geometria definida para cada tipo de substância. Tais características podem ser mantidas a qualquer temperatura ABAIXO do ponto de fusão da substância, mas em alguns casos poderão ocorrer modificações no próprio estado sólido. Algumas destas modificações serão abordadas na experiência sobre tratamentos térmicos.

2.3 - Cristalização

Não ocorrerá nenhuma alteração nesta solução se a mesma for mantida nas mesmas condições de temperatura e pressão na qual foi produzida. No entanto se continuarmos a adicionar sal ao líquido chegará um ponto onde este se depositará no fundo do recipiente e não mais se dissolver na solução. O valor da concentração na qual se dá início este fenomeno é chamado de limite de solubilidade. Quando o limite de solubilidade é ultrapassado, passamos a ter uma mistura de duas fases, uma líquida e outra sólida. A solução líquida nestas condições é chamada de solução saturada, devido ao fato de não comportar mais soluto, ou seja, sua concentração estabiliza-se no limite de solubilidade e qualquer quantidade de sal que seja adicionada à mistura irá se depositar no fundo do recipiente.

Quando uma mistura nestas condições for aquecida lentamente o sal depositado no fundo do recipiente começara a dissolver até que tenhamos uma solução homegênea. Ao estabilizarmos a temperatura exatamente no ponto em que houve a dissolução completa do sal, teremos uma solução saturada, mais concentrada que a original.

A figura a seguir, obitida através de dados extraídos do Perry’s Chemical Engenieer’s Handbook, mostra a curva de solubilidade do sulfato de cobre hidratado((CuSO4.5H2O). na água.

Observando-o temos que a área a esquerda do gráfico corresponde a região na qual a mistura é constituída de uma solução líquida não saturada, e a direita da curva temos uma mistura que corresponde a uma solução saturada e a uma fase sólida (sal) que se deposita no fundo do recipiente.

O valor da concentração de sal em solução para que mistura que ultrapasse o limite de solubilidade é exatamente o limite de solubilidade. Assim, para a temperatura de 40ºC a concentração máxima possível de se obter na solução será de 5g/ml.

3.0 - EQUIPAMENTO E MATERIAL

Abaixo tem-se a relação dos materiais necessários para a realização desta

experiência.

- Chapa de aquecimento

- Becker de 500ml

- Termômetro de Mercúrio

- Bagueta de Vidro

- 50 gramas de Sulfato de Cobre Penta Hidratado

- 100ml de Água Destilada

4.0 – PROCEDIMENTO

Colocar 100ml de água destilada, em um Becker de 500ml.

Colocar o bécker sobre a chapa de aquecimento e colocar o seletor de

temperatura em 10.

Colocar o termômetro dentro da água. Quando a temperatura do termômetro

atingir 70ºC, diminuir a temperatura da chapa a fim de manter constante a

temperatura de 70ºC.

Adicionar aos poucos, 50 gramas de sulfato de cobre.

Misturar até obter uma solução homogênea.

Colocar dentro do becker algumas pedrinhas de sulfato de cobre, cobrir e

aguaradar 24 horas para que os cristais se formem.

Retirar a água do becker e observar os cristais formados.

Pela figura podemos notar que os cristais de cobre apresentam-se em

coloração azul.

Abaixo temos duas fotografias de cristais de sulfato de cobre que foram obtidos

em experiências aqui realizadas. Compare–as e veja a diferença entre vários

cristais pequenos e um cristal bem maior.

. IntroduçãoA prática de cristalização do sulfato de cobre CuSO4, visa obter ummonocristal ou vários cristais menores à partir de uma solução liquidasupersaturada.2. Fundamentação Teórica2 . 1 .   M a t e r i a l   ( C u S O 4 )OsulfatodeCobre( I I ) o u S u l f a t o C ú p r i c o é u m composto químico c u j a s u a fórmula molecular   é CuSO4. Estesalexiste sob algumasf o r m a s , q u e s e d i f e r e m p o r s e u g r a u d e hidratação. N a s u a f o r m a anidrae l e s e a p r e s e n t a c o m o u m p ó d e c o l o r a ç ã o v e r d e o p a c a o u cinzento, enquanto na sua forma penta-hidratada (CuSO4.5H2O), aforma no qual é mais encontrado, ele é azul brilhante. A formaanidra o c o r r e s o b a f o r m a d e u m mineralraro chamado decalcocianita. Aforma hidratada ocorre na natureza comocalcantita(penta-hidratado). Arcaicamente era chamado de vitríolo azul e pedra-azul.2 . 2 .   A p l i c a ç ã oA aplicação mais usual é como fungicida na mistura calda bordalesa( m i s t u r a d e s u l f a t o d e c o b r e e l e i t e d e c a l ) , u s a d a n o c o m b a t e a o m í l d i o d a s v i d e i r a s . P a r a a l é m d e f u n g i c i d a , o s u l f a t o d e c o b r e é também um bactericida e herbicida que se adiciona frequentementeà água para evitar o crescimento de microrganismos, nomeadamentealgas e fungos. É ainda util izado nas misturas para conservação demadeiras de construção, em tinturarias e como produto intermédioem várias indústrias.2 . 3 .   P r o c e s s o   d e   c r i s t a l i z a ç ã oCristalização é o processo pelo qual o sal dissolvido numa soluçãosaturada deixa a solução para formar cristais. Para se obter cristais,prepara-se uma solução supersaturada, que é conseguida através doaquecimento lento de uma solução saturada e a adição de mais sala t é q u e e s t a s o l u ç ã o s e t o r n e h o m o g ê n e a . A p ó s o a q u e c i m e n t o , coloca-se um "cristal semente" na solução e deixe repousar por umperíodo de 48h até que um cristal maior se forme.

 3. MateriaisSulfato de cobre - CuSO4Água destiladaBecker Bastão de vidroTermômetro de mercúrioBalança digitalPlaca de aquecimentoSemente de Sulfato de cobre - CuSO44. ProcedimentoDespejar 100 ml de água destilada em um Becker.Posicionar o Becker sobre uma chapa de aquecimento.Manter o termômetro dentro da água até que a temperatura chegue a70ºC, quando isto acontecer diminuir a temperatura da chapa paraque a mesma se mantenha constante.Adicionar aos poucos 50g de sulfato de cobre - CuSO4.Misturar até obter uma solução homogênea.Colocar dentro do Becker uma semente de sulfato de cobre.D e i x a r o B e c k e r e m u m l o c a l q u e n ã o s o f r a v i b r a ç õ e s e t a m b é m mudanças bruscas de temperaturaAguardar 48h para a formação do cristal5. Resultados e DiscussõesEsta pratica não teve esta fase, pois o experimento demora de 24h à48h para se concretizar.

 6. ConclusãoA p r i n c i p i o f o i p e s a d o o s u l f a t o d e c o b r e n a b a l a n ç a d i g i t a l , e o v a l o r   obtido foi de 49.68g, a temperatura da água destilada no momento des e a d i c i o n a r o m a t e r i a l e m q u e s t ã o e s t a v a e m 6 5 ° C . O m a t e r i a l f o i a d i c i o n a d o   a   á g u a   d e s t i l a d a   a o s   p o u c o s   s e  o b t e n d o   u m a   m i s t u r a homogênea de cor azul turquesa.C o m o   n ã o   f o i   p o s s í v e l   m a n t e r   o  e x p e r i m e n t o   a   u m a   t e m p e r a t u r a constante, controlável e também longe de vibrações devido aol a b o r a t ó r i o   f i c a r   p r ó x i m o   a o   e s t a c i o n a m e n t o   d e   v e í c u l o s ,  c r e i o   q u e haverá uma variação do resultado em relação ao esperado.Neste experimento não foi possível observar o resultado final devido otempo de finalização do mesmo ser de 48h, não tenho como afirmar seo objetivo de se criar um monocristal foi alcançad