DESHIDRATACIÓN E HIDRATACIÓN DEL SULFATO DE COBRE
lizlescano131 de Mayo de 2015
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Tanto la ley de conservación de la masa como el ajuste de reacciones químicas son
temas que tratan en Secundaria al presentar las reacciones químicas. Incluso en estos
cursos ya se realiza algún cálculo estequiométrico. Una experiencia sencilla que
permite poner en práctica lo aprendido es determinar el número de moléculas de agua
que contiene el CuSO4·5H2O, según se describe más adelante.
Conviene destacar que, si bien nos hemos referido al CuSO4·5H2O como sulfato de
cobre, en realidad, el nombre correcto es sulfato de cobre pentahidratado. De hecho,
el color azulado de la sal se debe a la presencia de moléculas de agua en su estructura
cristalina. En la figura 8 se muestra la estructura cristalina del sulfato de cobre
pentahidratado.
La sal anhidra CuSO4 es en realidad de color blanco. Es muy fácil obtener sulfato de
cobre anhidro a partir de sulfato de cobre pentahidratado, basta con calentar la sal
directamente sobre el fuego o mediante un
crisol; las moléculas de agua emergerán del
cristal en forma de vapor de agua. Así,
conforme transcurre el tiempo se observa que
se va perdiendo el color azulado y que la sal se
torna cada vez más blanquecina, hasta que
finalmente adquiere el color blanco
característico de la sal anhidra al perder toda el
agua. Incluso se puede observar como burbujea
el agua en la superficie al salir del cristal. En la
Figura 9 se muestra el aspecto de la sal anhidra
comparado con el de la sal hidratada.
Merece la pena destacar que la reacción de
deshidratación del CuSO4·5H2O se brinda a
realizar una experiencia cuantitativa, la
determinación del número de moléculas de
agua que hay en la sal hidratada. El
procedimiento es muy sencillo, basta con
determinar la masa de una cantidad de sal
antes y después de la pérdida del agua. La
diferencia de masa dará cuenta del número de
Figura 8. Estructura cristalina del
sulfato de cobre pentahidratado
(Beevers y Lipson, 1934).
QUÍMICA RECREATIVA CON SULFATO DE COBRE PENTAHIDRATADO
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moléculas de agua n que tenía la sal hidratada, de forma que n se puede calcular a
partir de la relación:
[ ]
[ ]
[ ]
P[ ][ ] P n
P
m
m
CuSO 5H O H O
CuSO 5H O
CuSO
CuSO 5H O
4 2 2
4 2
4
4 2
⋅ −
⋅ = ⋅ ,
donde m[···] y P[···] son la masa medida y
el peso molecular, respectivamente, de la
sustancia indicada entre corchetes. Por
ejemplo, si la masa inicial de la sal
hidratada es m[CuSO4·5H2O] = 100 g y la
masa final, después de la deshidratación, es
m[CuSO4] = 64 g, el número de moléculas
de agua según la relación anterior será n ~
5. Esta experiencia conviene realizarla en el
laboratorio, pues se precisa de una fuente de calor y de un recipiente que soporte
altas temperaturas (un crisol es la mejor opción), en el cual calentar el CuSO4·5H2O
hasta que pierda todas las moléculas de agua. Para favorecer esta pérdida de agua
conviene machacar los cristales de CuSO4·5H2O con la ayuda de una maza. Además,
aunque se puede determinar el cambio de masa con una balanza de cocina, cuando
las cantidades son pequeñas hay que usar una balanza de laboratorio.
La hidratación de la sal anhidra CuSO4 es muy exotérmica, lo cual viene a corroborar
la estabilidad de la sal hidratada. Para realizarla basta con añadir unas gotas de agua
a una pequeña cantidad de CuSO4. Al cabo de unos segundos
...