Sal de Chevreul
| Sal de Chevreul Alerta sobre risco à saúde | |
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| Nome IUPAC | Sulfito de cobre (I, II) di-hidratado |
| Outros nomes | Sal de Chevreul |
| Identificadores | |
| Número CAS | |
| PubChem | |
| ChemSpider | |
| SMILES |
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| InChI | 1S/3Cu.2H2O3S.2H2O/c;;;2*1-4(2)3;;/h;;;2*(H2,1,2,3);2*1H2/q2*+1;+2;;;;/p-4
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| Propriedades | |
| Fórmula química | H4Cu3O8S2 |
| Massa molar | 386.75 g mol-1 |
| Aparência | Pó vermelho-tijolo |
| Densidade | 3.57 |
| Solubilidade em água | Insolúvel em água |
| Solubilidade | Amônia aquosa |
| Condutividade térmica | 0.1 kWcm−1K−1 |
| Estrutura | |
| Estrutura cristalina | monoclinic |
| Grupo de espaço | P21/n[1] |
| Parâmetro de rede | a = 5.5671 Å Å,b = 7.7875 Å Å,c = c = 8.3635 Å Å |
| Parâmetro de rede | α = 90°, β = 91.279o°, γ = 90° |
| Página de dados suplementares | |
| Estrutura e propriedades | n, εr, etc. |
| Dados termodinâmicos | Phase behaviour Solid, liquid, gas |
| Dados espectrais | UV, IV, RMN, EM |
| Exceto onde denotado, os dados referem-se a materiais sob condições normais de temperatura e pressão Referências e avisos gerais sobre esta caixa. Alerta sobre risco à saúde. | |
O sal de Chevreul (sulfito de cobre (I,II) di-hidratado, Cu
2SO
3•CuSO
3•2H
2O ou Cu
3(SO
3)
2•2H
2O), é um sal de cobre que foi preparado pela primeira vez por um químico francês Michel Eugène Chevreul em 1812. Sua propriedade incomum é que ele contém cobre em ambos os seus estados de oxidação comuns, tornando-o um complexo de valência mista. É insolúvel em água e estável no ar.[2] O que era conhecido como sal de Rogojski é uma mistura de sal de Chevreul e cobre metálico.[3]
Preparação
[editar | editar código-fonte]O sal de Chevreul é preparado tratando sulfato de cobre II aquoso com uma solução de metabissulfito de potássio. A solução muda de cor de azul para verde imediatamente. A identidade da espécie verde é desconhecida. O aquecimento desta solução produz um precipitado sólido avermelhado:
- 3CuSO
4 + 4K
2S
2O
5 + 3H
2O → Cu
3(SO
3)
2•2H
2O + 4K
2SO
4 + 4SO
2 + H
2SO
4
Quando íons de sódio estão presentes nas soluções que formam o sal, o sódio pode substituir parte do cobre (I), pois os íons têm a mesma carga e tamanhos semelhantes.[4]
Reações
[editar | editar código-fonte]O sal de Chevreul exibe propriedades de cobre(I) e cobre(II). O ácido clorídrico produz um precipitado branco de cloreto cuproso. Se muito ácido for adicionado, o precipitado se dissolve. Se uma solução de amônia for adicionada ao produto, ele se dissolve e uma cor azul profunda aparece, a qual se deve à presença do complexo [Cu(NH
3)
4(H
2O)
2]2+.[3]
Ao ser aquecido em uma atmosfera inerte, o sal é estável a 200°C. Ele libera água e dióxido de enxofre para dar CuSO
4•Cu
2O e CuSO
4•2CuO. A 850°C, o CuO é formado e de 900°C a 1100°C, o Cu
2O aparece. O aquecimento no ar ou oxigênio produz CuSO
4, CuSO
3 e, finalmente, CuO (óxido cúprico)[4][5]
Propriedades
[editar | editar código-fonte]O espectro infravermelho do sal de Chevreul contém bandas fortes com máximos em 473,632 cm−1, médias em 915,980 e 1025 cm−1, e uma banda fraca em 860 cm−1.[3] 980 cm−1 é devido ao alongamento simétrico do grupo sulfito, 632 cm−1 devido à curvatura simétrica, 915 devido ao alongamento assimétrico e 473 cm−1 é devido à curvatura assimétrica. A ausência de divisão nessas bandas indica que o grupo sulfito não é distorcido pelos outros componentes do composto.[3]
O espectro de reflectância óptica mostra absorção em torno de 425 nm com um ombro para 500 nm. Isto é devido a um cromóforo de sulfito cuproso. Um pico de absorção em 785 nm com um ombro para 1000 nm, no infravermelho próximo, é devido à divisão de Jahn-Teller em íons cúpricos. A reflectância máxima é em torno de 650 nm na parte vermelha do espectro.[4]
Na faixa do infravermelho a banda proibida é de 0,85 eV.[6]
O sal de Chevreul é um membro representativo de uma série isomórfica de sais duplos com fórmulas Cu
2SO
3•FeSO
3•2H
2O, Cu
2SO
3•MnSO
3•2H
2O e Cu
2SO
3•CdSO
3•2H
2O. As propriedades desses sais mostram o efeito do raio iônico e da dureza do íon.[7] Outro análogo, Cu2SO3•NiSO3•2H2O, é de cor vermelho-tijolo. É feito borbulhando dióxido de enxofre através de uma solução mista de sulfato de níquel e sulfato de cobre, aquecendo a 80°C e alterando o pH para 3,5 para precipitar o sal.[8]
A condutividade térmica do sal de Chevreul é de 0,1 kWcm−1, K−1 . A capacidade de calor é de 0,62 Jcm−3K−1 , e a difusividade térmica é de 0,154 cm 2s−1.[4]
A suscetibilidade específica é 3,71×10−6 emu/g.[9]
Nos cristais de sal de Chevreul, há dois ambientes para o cobre. O estado de oxidação +1 do cobre está em um espaço tetraédrico distorcido cercado por três oxigênios e um átomo de enxofre. O estado de oxidação +2 do cobre (ou outro metal na série isomórfica) está em uma coordenação octaédrica distorcida cercada por quatro átomos de oxigênio e duas moléculas de água.[6]
O espectro de fotoelétrons de raios X do sal de Chevreul mostra picos em 955,6, 935,8, 953,3 e 943,9 eV que correspondem a Cu(II) 2p 1/2, 2p 3/2, Cu(I) 2p1/2, 2p3/2. Existem também picos secundários para cobre em 963,7 e 943,9 eV. O enxofre 2 p causa um pico em 166,7 eV e o oxigênio 1s causa um pico em 531,8.[10]
Aplicações
[editar | editar código-fonte]O sal de Chevreul é usado em um processo hidrometalúrgico para extrair cobre do minério. Primeiramente o minério é oxidado, então extraído com uma solução de sulfato de amônio-amônia. Este é então injetado com dióxido de enxofre resultando na precipitação do sal de Chevreul. O pH deve estar entre 2 e 4,5 para que a precipitação ocorra.[7]
O sal de Chevreul é formado como um produto de corrosão em cobre metálico na presença de ar úmido contaminado com dióxido de enxofre. Quando formado pela primeira vez, o sal tem uma forma ortorrômbica instável com a = 5,591, b = 7,781 e c = 8,356 Å, que muda para a forma monoclínica normal ao longo de um mês, ou mais rápido quando aquecido.[1]
Referências
- ↑ a b Giovannelli, G.; Natali, S.; Zortea, L.; Bozzini, B. (April 2012). «An investigation into the surface layers formed on oxidised copper exposed to SO2 in humid air under hypoxic conditions». Corrosion Science. 57: 104–113. doi:10.1016/j.corsci.2011.12.028 Verifique data em:
|data=(ajuda) - ↑ Chevreul, M. E. (1812). «Propriétés du sulfte de cuivre.». Annales de Chimie. 83. 187 páginas
- ↑ a b c d Dasent, W.E.; Morrison, D. (June 1964). «The sulphites of unipositive copper». Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry. 26 (6): 1122–1125. doi:10.1016/0022-1902(64)80274-8 Verifique data em:
|data=(ajuda) - ↑ a b c d Silva, Luciana A. da; Andrade, Jailson B. de (April 2004). «Isomorphic series of double sulfites of the Cu2SO3.MSO3.2H2O (M = Cu, Fe, Mn, and Cd) Type: a review». Journal of the Brazilian Chemical Society. 15 (2): 170–177. doi:10.1590/S0103-50532004000200003
Verifique data em: |data=(ajuda) - ↑ Silva, L.A.; Matos, J.R.; de Andrade, J.B. (August 2000). «Synthesis, identification and thermal decomposition of double sulfites like Cu2SO3·MSO3·2H2O (M=Cu, Fe, Mn or Cd)». Thermochimica Acta. 360 (1): 17–27. doi:10.1016/S0040-6031(00)00525-6 Verifique data em:
|data=(ajuda) - ↑ a b Kierkegaard, Peder; Nyberg, Birgit (July 1965). «The crystal structure of Cu2SO3.CuSO3.2H2O». Acta Chemica Scandinavica. 19 (1–3): 2189–99. doi:10.3891/acta.chem.scand.19-2189 Verifique data em:
|data=(ajuda) - ↑ a b Çalban, Turan; Çolak, Sabri; Yeşilyurt, Murat (March 2006). «Statistical modeling of Chevreul's salt recovery from leach solutions containing copper». Chemical Engineering and Processing: Process Intensification. 45 (3): 168–174. Bibcode:2006CEPPI..45..168C. doi:10.1016/j.cep.2005.06.008 Verifique data em:
|data=(ajuda) - ↑ Chalaya, E. A.; Tyurin, A. G.; Vasekha, M. V.; Biryukov, A. I. (17 August 2016). «Synthesis and properties of double copper(I)–nickel(II) sulfite». Russian Journal of General Chemistry. 86 (7): 1545–1551. doi:10.1134/S1070363216070021 Verifique data em:
|data=(ajuda) - ↑ Pardasani, R. T.; Pardasani, P. (2017). «Magnetic properties of Chevreul's salt, a mixed valence copper sulfite». Magnetic Properties of Paramagnetic Compounds (em inglês). [S.l.]: Springer, Berlin, Heidelberg. 181 páginas. ISBN 9783662539736. doi:10.1007/978-3-662-53974-3_88
- ↑ Brant, Patrick; Fernando, Quintus (January 1978). «The X-ray photoelectron spectrum of a mixed valence compound of copper». Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry. 40 (2): 235–237. doi:10.1016/0022-1902(78)80117-1 Verifique data em:
|data=(ajuda)