Como se da la Purificación de sulfato de cobre industrial
Enviado por agustinc11 • 19 de Abril de 2018 • Informe • 1.019 Palabras (5 Páginas) • 122 Visitas
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 del 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 CuSO4.5H2O naturalmente contiene impurezas solubles e insolubles. Las impurezas insolubles son eliminadas a través de un filtrado rápido en caliente. Las impurezas solubles, en este caso Fe (II), se incorpora en la red cristalina por tener el mismo tamaño que el Cu (II) (radio atómico de 0,75 A). Por este motivo para poder deshacerse de dichas impurezas, primero se debe oxidar el Fe (II) para que se convierta en Fe (III) de esta forma reduce su tamaño y se desprende de la red. El Cu (II) no se ve afectado por el agente oxidante (H2O2), ya que no puede oxidarse más. El Fe (III) ya no es parte de la red cristalina pero sigue siendo soluble, cuando el CuSO4.5H2O cristalice, el Fe (III) queda en las aguas madres y no en la sal.
A. Purificación de sulfato de cobre industrial
Resultados obtenidos:
Masa de muestra impura, m1 / g | 50,02 ± 0,01 |
Masa de sulfato de cobre pentahidratado cristalizado, m2 / g | 33,45 ± 0,01 |
Masa de solución (aguas madres) / g | 30,72 ± 0,01 |
Temperatura de las aguas madres / ºC | 26,0 ± 0,5 |
Masa de sulfato de cobre disuelto (como CuSO4.5H2O), m3 / g * | 8,1 ± 0,051 |
Rendimiento de cristalización, m2 . 100 / m1 | 66,87 ± 0,033 |
Rendimiento total, (m2 + m3) . 100 / m1 | 83,07 ± 1,14 |
Tabla I: Resultados obtenidos durante el trabajo experimental.
*Los datos utilizados para para obtener la solubilidad del CuSO4.5H2O en agua en función de la temperatura se adjuntan en el Apéndice 1.
Los cálculos realizados se adjuntan en el Apéndice 2.
B. Reconocimiento de impurezas insolubles y solubles en la muestra y en los cristales purificados.
B.1. Operaciones realizadas.
1) Se disuelve la muestra en agua /HCl y se filtra.
Mantiene los compuestos solubles al bajar el pH del medio. En el filtro quedan retenidas las impurezas no disueltas.
2) Se agrega agua al filtrado de la operación anterior.
Reacción Redox:
Fe2+ (ac) → Fe3+(ac) + e- (oxidación del hierro)
2e- + 2H+(ac) +H2O2(ac) → 2H2O(ac) * (reducción del agua oxigenada)
*Nota: Como se explica en la introducción el H2O2 no tiene efecto sobre los iones Cu2+ porque los mismos están en su máximo estado de oxidación.
3) Se trata con NH3 la solución resultante.
NH3(ac) + H2O(l) ⇄ NH4+(ac) + OH-(ac) (aumenta el pH en el medio)
En medio básico los iones Cu2+ y Fe3+ precipitan. El hidróxido de cobre (II) y el hidróxido de hierro (III) quedan retenidos en el filtro:
Fe3+ (ac) + 3OH- (ac) ⇄ Fe(OH)3 (s)
Cu2+ (ac) + 2OH- (ac) ⇄ Cu(OH)2 (s)
El hidróxido de cobre (II) es de color celeste. Si se filtra y estos precipitados tienen una alta concentración de amoníaco se genera un nuevo equilibrio tal que:
4NH3 (ac) + Cu2+ (ac) ⇄ [Cu (NH3)4]2+ (ac)
4) Se filtra, se lava el precipitado obtenido en 3) se descarta el filtrado y se redisuelve el precipitado con el agregado de HCl.
Fe(OH)3(s) + 3 HCl(ac) ⇄ Fe3+ (ac) + 3H2O (l) + Cl –(ac)
5) Se agrega tiocianato de potasio al filtrado resultante de 4).
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