16/08/2013

cristais de cobre metálico

Neste experimento será possível obter belos cristais de cobre metálico, a partir da reação de sulfato de cobre (CuSO4) com um prego em meio gelatinoso.
MATERIAIS

50 mL de água destilada
2,5 g de gelatina em pó e sem sabor
10 g de sulfato de cobre
Prego bem limpo
béquer
Placa de Petri
Álcool
Palha de aço

COMO FAZER

Para obter os cristais de cobre você precisa preparar a gelatina sem sabor, para isso siga os seguintes procedimentos ou utilize as indicações do rótulo do produto.
Adicione a água à 2,5g de gelatina em pó e espere até hidratá-la. Aqueça em um fogo brando, mexendo até dissolver completamente toda a gelatina.

Com a gelatina preparada adicione os 10g de sulfato de cobre (CuSO4) e misture até dissolver completamente o sólido. Neste
ponto a gelatina irá adquirir uma cor azul.
ATENÇÃO: se fizer este experimento em casa, não deixe a gelatina contendo sulfato de cobre ao alcance de crianças e avise
as pessoas da casa de que se trata de um experimento! O sulfato de cobre é tóxico, lave bem as mãos após manipular.
Despeje a gelatina em uma placa de Petri e espere esfriar, quando a gelatina começar a adquirir consistência, mergulhe o
prego bem no meio do recipiente. Não se esqueça de limpar o prego com álcool para retirar resíduos de gordura e com palha
de aço para retirar o óxido, estas impurezas podem interferir na formação dos cristais.

Você deve manter a placa em repouso e esperar até que cristais cresçam em volta do prego. Isso pode demorar alguns dias.

Prepare agora uma outra solução de sulfato de cobre, utilizando 50 mL de água e 10g do sal. Mergulhe um outro prego bem limpo nesta solução. Observe o que ocorre e compare com o prego que foi mergulhado na gelatina.
  
 EXPLICAÇÃO
Podemos perceber que após algum tempo ocorre a formação de cristais de cobre, e ao mesmo tempo a gelatina passa da
coloração azul para marrom.
Quando preparamos o experimento adicionamos o sulfato de cobre (CuSO4
) que em meio aquoso irá formar os íons Cu2+ e o
SO4
2-. Esses íons Cu2+ serão capazes de oxidar o Fe(s) presente no prego, transformando-o em Fe2+. Observe as equações
dos potenciais de redução:
Cu2+ (aq) + 2e- ______> Cu(s) E0
 (V) 0,34
Fe2+(aq) + 2e- ______> Fe(s) E0
 (V) -0,44
Como o potencial de redução do Fe2+ é menor que o do Cu2+, acontecerá uma reação espontânea onde o Cu2+ presente na
solução irá oxidar o Fe(s) transformando-o em Fe2+. A equação que representa o processo global será:
Cu2+(aq) + Fe(s) ______> Cu(s) + Fe2+(aq) E0
 (V) 0,78
A evidência desta reação será a deposição do Cu(s), ao redor do prego. Por estar em um meio gelatinoso, essa deposição irá
ocorrer de forma lenta e gradual, pois os átomos e íons terão sua mobilidade significativamente reduzida e por isso a
deposição ocorrerá de forma organizada formando um belo cristal. Como o cobre é um bom condutor elétrico, uma vez
formado o cristal os átomos metálicos do cobre não precisam necessariamente estar em contanto com o prego para serem
reduzidos, por isso é possível perceber o crescimento da estrutura.
O Fe2+ formado será novamente oxidado formando Fe3+, podemos perceber sua formação pela mancha marrom que aparece
na gelatina ao redor do cristal de cobre.
Se você fizer este mesmo experimento utilizando água e não gelatina, irá perceber que a deposição de cobre no prego ocorre
instantaneamente, assim que o prego entra em contato com a solução de CuSO4
 e não forma cristais grandes. Isso ocorre
porque a mobilidade dos íons em meio aquoso é muito maior que na gelatina, portanto a reação ocorre com maior velocidade e
os átomos de cobre não tem tempo de depositarem de forma organizada.

FONTE:pontociencia