Purificacion De Sulfato De Cobre

Objetivos:

El objetivo del presente trabajo es que, a través de la detección y el reconocimiento de impurezas existentes en el Sulfato de Cobre Industrial, pudiéramos purificarlo y trabajar en la cuantificación del error sistemático instrumental y aleatorio.

FUNDAMENTO DEL MÉTODO DE PURIFIACIÓN

Dado que el Sulfato de Cobre comercial presenta impurezas insolubles (como arena y polvo) y solubles como Fe (II), el proceso de purificación se encargará de, en primer lugar, disolver la sal y luego transformar el agua en un medio ácido a través de la adición de Agua Oxigenada 10% logrando así oxidar al hierro (Fe (II) Fe(III) + e-)

Este proceso se basa en que “el hierro en medio básico precipita y en medio ácido se disuelve” y con este hecho se trabajará en la separación del hierro de la red cristalina de Cobre (II).

Al disolver el CuSO4 lo que sucede es que el cristal se disocia, formando Cu2+ y H2SO4.

Los iones de hierro que, por su tamaño estaban enlazados en lugar del cobre, también se desprenden de la red.

Cuando se agrega H2O2 lo que sucede es que se produce una reacción de desplazamiento (reacción REDOX) donde el hierro, que es un metal activo desplaza al hidrógeno de su compuesto (H2O2) en disolución acuosa para producir la forma oxidada del metal activo y la reducida del hidrógeno. El cobre no es un metal activo (no es posible que se oxide, ya que Cu2+ es su máximo número de oxidación), es por eso que no reacciona con al cambio en el medio.

Siguen las reacciones que se producen:

Cu2+[SO4]2- + H2O Cu2+ H2SO4 Disolución [1]

Fe2+ Fe3+ + e- Oxidación del Hierro [2]

H2O2 + 2H+ + 2 e- 2 H2O Reducción del Hidrógeno [2]

La solución se dejará enfriar lentamente, el sulfato de cobre precipitará nuevamente formando cristales y el hierro, que está en medio ácido, no precipitará.

A- Purificación del Sulfato de Cobre Industrial

Resultados Obtenidos:

Masa de Sulfato de cobre pentahidratado cristalizado, m2/g 22,03g +/- 0,01g

Masa de Solución (Aguas Madres) /g 93,41g + /- 0,01g

Temperatura de las Aguas Madres /°C 26,5°C +/-0,1 °C

Masa del Sulfato de cobre disuelto (como CuSO4 5H2O) m3/g 24,80g +/- 0,002g

Rendimiento de cristalización m2*100/m1 44,06% +/- 0,05%

Rendimiento Total (m2+m3)*100/m1 93,7% +/- 0,1%

Ver cálculos en Apéndice I

B- Reconocimiento de Impurezas insolubles y solubles en la muestra de los cristales purificados.

1) Se disuelve la muestra en agua destilada/ HCl y se filtra

Sucediendo lo detallado en [1]. A la dilución se le agrega ácido clorhídrico a fin de acidificar el medio. En un medio ácido, el hierro no precipitará, y de esta manera, filtrando la solución se podrán separar aquellas impurezas insolubles. HCl (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + Cl- (aq)

Precipitado: impurezas insolubes si existieren

Filtrado: fase líquida conteniendo: Cu2+, Fe2+, H2SO4

2) Se agrega agua oxigenada al filtrado de la operación anterior

Se le agrega Agua Oxigenada ya que se busca oxidar al Hierro. El Hierro es un metal activo, eso significa que formará, iones positivos fácilmente, y en contacto con el H2O2 se produce la reacción REDOX detallada en [2]. De esta manera, la solución tendrá ahora iones Fe3+ y Cu2+ en solución.

3) Se trata con amoníaco la solución resultante

El amoníaco (NH3) es una base fuerte, lo que se buscará agregándolo en exceso será que forme una reacción doble donde el Cu2+ se disuelve y el Fe3+

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