Purificación del sulfato de cobre

TRABAJO PRÁCTICO 1: PURIFICACIÓN DE SULFATO DE COBRE INDUSTRIAL.

Nombres de integrantes: Victoria Alarcón y Jonathan Yurquina.

Número de Cajón: 142

• 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.

1. PURIFICACION DE SULFATO DE COBRE INDUSTRIAL:

 Tabla 1: Resultados obtenidos

1. RECONOCIMIENTO DE IMPUREZAS INSOLUBLES Y SOLUBLES EN LA MUESTRA Y EN LOS CRISTALES PURIFICADOS.

B.1) Operaciones realizadas:

1) Disolvemos la muestra de cristales con HCl/agua y se filtra.

En esta etapa de purificación tenemos una solución homogénea celeste (para obtener la solución homogénea y totalmente disuelta calentamos dicha solución en un tubo de ensayo). Luego se agrega 2 o 3 gotas de HCl 6M para bajar la concentración de oxidrilos (baja el pH) y evitamos que se desperdicie sulfato al filtrar (hacemos éste filtrado para separar las muestras insolubles).

[pic 1]

Precipitados: Luego de filtrar observamos que no había ninguna impureza en el papel de filtro.

Filtrado: Por lo tanto, se encuentra una solución homogénea azul.

2) Agregamos 5 gotas de agua oxigenada 10% al filtrado. El agua oxigenada en presencia del ácido, oxida a Fe2+ y se obtiene Fe3+. Luego lo llevamos a ebullición (para acelerar el proceso)

[pic 2]

3)  Adicionamos a la solución gotas de NH3 6M hasta que la solución este en medio básico. Al ir agregando dichas gotas, se observa una separación de colores en la solución. La primera fase que se observa es de color verde musgo, la del medio tiene un color azulado y la inferior incolora. Luego de mezclar las fases se obtuvo un color verdoso:

[pic 3]

A dicho sistema le continuamos agregando amoniaco hasta llegar a un color azul. Esto sucede porque se forma un complejo hidrosoluble llamado tetra amin cobre (II):

[pic 4]

4) Filtramos y lavamos el el filtro que con amoniaco 6M hasta que no aparezca color azul en el cobre.

Cambiamos de tubo de ensayo por uno limpio y redisolvemos el precipitado que se encuentra en el papel agregando 4 o 5 gotas de HCl 6M.

[pic 5]

5) Agregar al tubo gotas de KSCN 0,1M.  El tiocianato de potasio, en precencia de Fe3+, forma un complejo de color rojo que hace visible que en la solucion hay hierro.

[pic 6]

• n=1 a 6, depende de la cantidad de SCN que se agrego a la solucion.

B.2) OBSERVACIONES:

  Ya que se observa que el rendimiento total es de un 93,53%, por lo cual ese es el porcentaje de CuSO4.5H20 en solución, el 6,47% restante de la solución son impurezas.

Las impurezas insolubles en el sulfato de cobre fueron polvo o arena que filtramos en los primeros pasos, y la soluble fue el hierro que se observó en el paso 5 cuando la solución tomó un color rojizo.

La impureza soluble en los cristales del sulfato de cobre purificados fue el hierro en una cantidad más pequeña ya que al repetir la acción anterior del punto 5 volvió a mostrar un color amarillento-rojo que significaba la presencia de éste.

1. CONCLUSIÓN:

Con los resultados podemos concluir que la purificación fue efectiva, comprobado en el rendimiento total (93,56%).

Se ve claramente que es muy difícil llegar a un 100% de rendimiento ya que, se obtuvieron impurezas como el polvo y sustancias con hierro. Además, al realizar las filtraciones para separar dichas impurezas, pequeñas pero significativas cantidades de CuSO4  se perdieron.

En base a lo explicado, dicha purificación fue de gran aproximación a los valores máximos y esperados.

ANEXO DE CALCULOS:

1. Calculo de Solubilidad del CuSO4. 5H2O a 24°C

[pic 7]       Tabla 2: tabla de solubilidad del sulfato de cobre pentahidratado en función de la temperatura

1. Gráfico: Curva de Solubilidad del sulfato de cobre pentahidratado

[pic 8]

1. Cálculos realizados:

• Masa de los cristales:

m cristalizador c/cristales – m cristalizador = m aguas madres.                                                                                                

 (98,07 ±0,01) - (64,94 ±0,01) = 33,13 ±0,02

• Masa de aguas madres:

m probeta c/aguas madres – m probeta = m aguas madres

               (130,98 ±0,01) – (77,97 ±0,01)   = 53,01 ±0,02

• Masa de sulfato de cobre disuelto:

Obtuvimos gracias al grafico el valor de 25,75g de CuSO4.5H2o en 100g de solución. Y luego calculamos los gramos para 53,01g de aguas madres.

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