Explique por que sal \mathrm{CuSO}_{4} \cdot 5 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}, de cor azul, torna-se um sólido branco quando aquecido em um bico de Bunsen.

Passo 1

O enunciado pergunta por que o sólido azul \mathrm{CuSO}_4\cdot5\mathrm{H}_2\mathrm{O} fica branco quando aquecido no bico de Bunsen. O conteúdo envolvido é a desidratação de sais hidratados e a influência dos ligantes na cor de complexos de \mathrm{Cu}^{2+}. Vamos usar a teoria de coordenação (campo cristalino) e a reação de desidratação.

Passo 2

No sólido hidratado, cada íon \mathrm{Cu}^{2+} está coordenado a cinco moléculas de água e a um oxigênio do \mathrm{SO}_4^{2-}, formando um complexo octaédrico. As moléculas de água atuam como ligantes que dividem os níveis de energia dos orbitais d do cobre. Essa divisão permite transições elétrons d\to d que absorvem comprimentos de onda na região alaranjada/vermelha, fazendo com que o sólido refleta luz azul.

Passo 3

Ao aquecer, fornecemos energia suficiente para romper as ligações entre \mathrm{Cu}^{2+} e as moléculas de água. O sal perde a água de cristalização segundo a reação
\mathrm{CuSO}_4\cdot5\mathrm{H}_2\mathrm{O}(s)\;\longrightarrow\;\mathrm{CuSO}_4(s)\;+\;5\,\mathrm{H}_2\mathrm{O}(g).

Passo 4

No produto anidro, \mathrm{CuSO}_4, não há as moléculas de água atuando como ligantes fortes. A ausência desse campo cristalino aquoso faz com que não ocorram mais as mesmas transições d\to d na faixa visível, de modo que o sólido não absorve comprimentos de onda na região colorida e passa a refletir toda a luz visível, aparecendo branco.

Resposta

O sal hidratado fica branco ao aquecer porque perde as moléculas de água de coordenação (desidratação), formando \mathrm{CuSO}_4 anidro, que não apresenta as mesmas transições eletrônicas no visível e, portanto, é incolor (branco).

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