Purificacion Sulfato De Cobre

INFORME TRABAJO PRÁCTICO N° 1.2

PURIFICACIÓN DE SULFATO DE COBRE INDUSTRIAL

Objetivos

Aprender técnicas básicas de laboratorio como medir masas, volúmenes y temperatura, separar un sólido por filtración, purificar un sólido por cristalización y realizar ensayos de identificación.

Adquirir conceptos básicos sobre compuestos cristalinos, reacciones redox, solubilidad e influencia de PH, la temperatura y la formación de complejos sobre la misma.

Purificar sulfato de cobre y calcular el rendimiento del proceso.

Reconocer las impurezas presentes en esta sal.

Introducción

El sulfato de cobre es un compuesto químico derivado del cobre que forma cristales azules, solubles en agua. Cristaliza como una sal pentahidratada, y su preparación se lleva a cabo mediante la oxidación con ácido sulfúrico.

El sulfato de cobre comercial, posee impurezas tales como sales insolubles de Fe²⁺ y sustancias insolubles en agua (arena, polvo, etcétera). Para purificarlo, se debe eliminar la fracción insoluble por filtración, y luego los iones Fe²⁺ por conversión a Fe³⁺ y solubilización de los mismos.

En el presente informe describiremos los pasos realizados para llevar a cabo la purificación del sulfato de cobre en el laboratorio.

Procedimiento experimental

Purificación

En un vaso de precipitado colocamos 70 ml de agua destilada e hicimos una marca para indicar el nivel del líquido. Transferimos el agua a una probeta.

Colocamos en el vaso, 50 gr sulfato de cobre molido y agregamos el agua destilada de la probeta, hasta la marca previamente realizada.

Calentamos suavemente hasta que el sólido se disolvió totalmente.

Agregamos 10 ml de agua oxigenada 10% en H₂SO₄ 3N, para oxidar el Fe²⁺ a Fe³⁺.

2 Fe²⁺ → 2 Fe³⁺ + 2e-

H₂O₂ + 2H⁺ + 2 e- → 2 H₂O

_____________________

H₂O₂ + 2H⁺ + 2 Fe²⁺ → 2 H₂O + 2 Fe³⁺

El radio iónico del Fe²⁺, es similar al del Cu²⁺, por lo tanto, cuando el CuSO₄.5H₂O cristaliza, puede incorporarse a la red cristalina.

Radios iónicos:

Cu+2 = 0,75 Å

Fe+2 = 0,76 Å

Fe+3 = 0,64 Å

Continuamos calentando para eliminar el exceso.

Filtramos el contenido del vaso de precipitado con un embudo Buchner y un filtro, montado en un kitasato con vacio.

Una vez finalizada la filtración, colocamos el líquido obtenido en el kitasato, en un vaso de precipitado, el cual guardamos a temperatura ambiente. Dejamos reposar hasta la clase siguiente.

Una vez obtenidos los cristales, filtramos el contenido del vaso de precipitado con un embudo y un kitasato con vacio, y transferimos las aguas madres (liquido azul por la presencia de sulfato de cobre soluble) a una probeta (medimos su temperatura y su masa).

Lavamos los cristales, que están en el embudo, primero con agua (20 ml), y luego con etanol para acelerar su secado. Dejamos secar bien los cristales en un vidrio de reloj.

Una vez secos, medimos la masa de los cristales puros en la balanza.

Reconocimiento de impurezas

Reconocimiento de compuestos insolubles.

Disolvimos una cucharadita de sulfato de cobre en 5 ml de agua destilada

Agregamos 2 o 3 gotas de HCl 6 M (el ácido es agregado para acidificar la solución y evitar que los hidróxidos de cobre y de hierro no precipiten)

Filtramos la solución con un embudo y papel de filtro, y recogimos el filtrado en un tubo de ensayos. Las sustancias insolubles en agua quedan retenidas en el papel de filtro.

Reconocimiento de Fe²⁺ y Fe³⁺

Agregamos al tubo de ensayo con la solución obtenida en el paso anterior, 5 gotas de agua oxigenada 10% para oxidar el hierro.

Calentamos a ebullición en un baño un momento y luego dejamos enfriar.

Agregamos a la solución gotas de NH₃ 6M. Al adicionar unas pocas gotas se forma un precipitado de color amarillo-verdoso, que luego, si agregamos más amoníaco, desaparece, dando como resultado un color azul intenso producto del complejo cobre-amoníaco. El amoníaco es una base que reacciona con el agua dando grupos OH-

NH₃ + H₂O → NH₄⁺ + OH-

Cu²⁺ + 2 OH- → Cu(OH)₂

Fe³⁺ + 3 OH- → Fe(OH)₃

Cu(OH)₂ + 4 NH₃ → [Cu(NH₃)]²⁺ + 2 OH-

Filtramos la solución

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