Purificacion CuSO4

Objetivos: Reconocer las impurezas presentes en el sulfato de cobre comercial, y aprender a purificarlo.

Fundamentos del método de purificación: En la muestra de CuSO4 se pueden encontrar dos tipos principales de impurezas, las insolubles en agua y los iones Fe2+.

Las impurezas insolubles en agua se pueden quitar, disolviendo la muestra en agua y luego filtrándola.

Los iones Fe2+ tienen aproximadamente el mismo tamaño y pueden formar parte de la red cristalina del CuSO4 para separarlos se debe oxidar en H2O2 el hierro a Fe3+ este tiene mayor tamaño y ya no puede reemplazar al cobre en la red cristalina.

PURIFICACION DEL SULFATO DE COBRE

Resultados obtenidos:

Masa de muestra impura 50.01 g. ± 0.01 g.

Masa de sulfato de cobre pentahidratado cristalizado 40.22 g. ± 0.01 g.

Masa de solución (aguas madres) 8.78 g. ± 0.01 g.

Temperatura de las aguas madres 27°C ± 1°C

Masa de sulfato de cobre disuelto 2.38g ± 0.03g

Rendimiento de cristalización 80.42% ± 0.04%

Rendimiento total 85.18% ± 0.1%

Los cálculos realizados se encuentran en el apéndice.

RECONOCIMIENTO DE IMPUREZAS INSOLUBLES Y SOLUBLES EN LAS MUESTRAS Y EN LOS CRISTALES PURIFICADOS.

Se disuelve la muestra en agua HCl y se filtra:

La muestra disuelta en agua tiene un color celeste claro, al agregarse el HCL no se presentan cambios en el color.

Luego del filtrado no se vieron partículas filtradas a simple vista.

La ecuación quedaría: CuSO4 → Cu2+(aq) + SO42-(aq)

Se agrega H2O2 al filtrado de la operación anterior:

No se presentan cambios en las propiedades visibles. Las ecuaciones quedarían:

2 Fe2+ → 2 Fe3+ + 2 e-

H2O2 + 2H+ +2e- → 2H2O

Se trata con NH3 la solución resultante:

Se forma una solución azul intenso en la parte superior y una capa solida color verde debajo de esta. Al ir mezclándolos el verde va desapareciendo hasta que queda una solución completamente azul. Las ecuaciones son:

NH3 + H2O → NH4+ + OH-

Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3(s)

Cu2+ + 2 OH- → Cu(OH)2 (s)

Cu(OH)2 + 4NH3 → Cu(NH3)42+ + 2OH-

Se filtra, se lava el precipitado obtenido en 3) se descarta el precipitado y se re disuelve el precipitado:

Al filtrar el precipitado, tiene que quedar la sal de Fe(OH)3(s) en el filtro y esta se re disuelve con HCl quedando una solución de color amarilla casi transparente. La ecuación queda:

Fe(OH)3 + 3HCl → 3H2O + Fe3+ + 3Cl-

Se agrega KSCN al filtrado anterior:

La solución queda color anaranjado probando que había hierro en la muestra impura. En la muestra ya purificada no se observa coloración. La ecuación queda:

Fe(H2O)63+ + n SCN- → Fe(SCN)n(H2O)6-n3-n

Observaciones:

No se detectaron a simple vista impurezas insolubles ni en la muestra pura ni en la impura.

Conclusiones:

En el rendimiento, es menor del 100% debido a la perdida de las impurezas que se fueron filtrando. También hubo pérdida de cristales al enfriarse la solución al filtrarla y no se pudo recuperar todo.

Hubo poca cantidad de aguas madres recuperadas debido a la evaporación de estas en el tiempo en que las dejamos reposar, pero al evaporarse estas, parte del Sulfato de cobre disuelto volvió a cristalizarse.

En la muestra impura se pudo detectar la presencia del catión Fe3+ debido a la coloración naranja, en la muestra pura se detectó una coloración muy leve por lo cual la purificación fue completamente exitosa.

Apéndice

Tabla de Solubilidad del Sulfato de cobre

Temperatura (°C) Solubilidad del CuSO4.5H2O (g/100g de solución)

0 18.20

10 21.41

20 24.46

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