Purificación de Sulfato de Cobre Industrial trabajo

Purificación de Sulfato de Cobre Industrial

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Objetivos:

• Aprender operaciones básicas de un laboratorio de química como medir masas, volúmenes y temperatura, separar un sólido por filtración, purificar un sólido por cristalización y realizar ensayos de identificación
• Tener un primer acercamiento a temas que se profundizaran a lo largo del curso, como compuestos cristalinos, reacciones redox, solubilidad e influencia del pH, temperatura y formación de complejos sobre la misma.
• Purificar sulfato de cobre industrial y calcular el rendimiento del proceso
• Reconocer las impurezas presentes en esta sal

Fundamentos:

El Sulfato de Cobre industrial (CuSO₄) presenta  tanto purezas insolubles en agua como purezas solubles. Las primeras son arena y polvo, entre otras cosas, y las segundas son sales de Fe (II).

Para eliminar las impurezas insolubles se utilizó un método de filtrado en caliente y oxidación (mediante adición de H₂O₂ 10% en H₂SO₄) del Fe (II), con el fin de que este capte un electrón, convirtiéndose en Fe (III), disminuya su radio iónico y así, no pueda incorporarse como impureza en la red cristalina del producto final (CuSO₄.5H₂O). De no realizarse esto, la impureza de hierro no podría haberse eliminado, ya que los iones Fe (II) poseen el mismo tamaño que los de Cu (II) y podrían haber reemplazado a estos últimos.

Las siguientes ecuaciones pertenecen a la formación del ion Fe (III) y a la formación de H₂O gracias a la liberación del electrón en el proceso de ionización.

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Procedimiento experimental

Se comenzó midiendo 70 ml de agua destilada en una probeta y luego transfiriendo ese mismo líquido a un vaso de precipitados de 250 ml en el cual se haría una marca de dicho nivel para ser utilizado nuevamente. Se trituró con un mortero una muestra del sulfato para luego ser pesada, obteniéndose 50 g. Esto fue transferido al vaso previamente marcado y se le incorporó agua destilada hasta dicha marca. Aquí es donde comienza el proceso de purificación de las impurezas solubles, mencionado en el párrafo anterior.        

Se calentó hasta ebullición el agua destilada con el sulfato de cobre impuro medido anteriormente, agregando agua de ser necesario, con el fin de mantener un nivel constante. Una vez alcanzado del punto de ebullición, se agregaron 10 ml de H₂O₂ 10% en H₂SO₄ . Se mantuvo a ebullición suave y luego se vertió todo el líquido en un embudo Buchner montado en un Kisatato Una vez filtrado al vacío y en caliente, ese líquido se dejó en un cristalizador durante una semana.

        Una vez obtenidos los cristales, se filtraron una vez más al vacío (no fue necesario realizarlo en caliente) para así poder separarlos de las aguas madres  y de ciertas impurezas insolubles que permanecían en ellas.

        Las aguas madres se transfirieron a una probeta y se les tomo la temperatura (la cual resulto de 18,5Cº. Luego se calculó su masa, la cual es de 52,94g . Una vez hecho esto se lavaron dos veces los cristales y se los filtro (por gravedad), para así eliminar las impurezas solubles. Luego de medirlos se obtuvo una masa final de  28,84g

Resultados Obtenidos:

        En la siguiente tabla se encuentran los resultados que se lograron obtener.

Cabe aclarar que los resultados de los cálculos de rendimiento marcados con un *, no son del todo exactos. De hecho, dichos rendimientos difieren en un alto porcentaje de la realidad.  Ya que no se tuvieron en cuenta diferentes variables (las cuales podían, y pueden, afectar a nuestros cálculos de forma rotunda), tales como: error del termómetro, CuSO₄ que quedo en recipientes o que cayó fuera de los mismos, errores humanos. Utilizamos estos resultados analíticos, los cuales son una representación de la realidad, del rendimiento real, pero no son el rendimiento verdadero. Dichos resultados solo pueden obtenerse realizando el experimento nuevamente (y probablemente, siga sin ser del todo acertado).

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