Reporte de laboratorio: El cobre y sus sales

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Universidad de Costa Rica

Facultad de Ciencias

Escuela de Química

Laboratorio de Química General I

QU-0101

II Semestre 2014

Experimento #9

EL COBRE Y SUS SALES

Introducción

“El cobre, un elemento raro (6.8x10-3% de la corteza terrestre en masa), se encuentra en la naturaleza en su estado nativo y también formando menas como la calcopirita, CuFeS2. El metal se obtiene por tostación de la mena para dar Cu2S y después cobre metálico[...] El cobre impuro se puede purificar por la técnica electrolítica. El cobre es un metal café rojizo. Junto con la plata, que es demasiado cara para uso en gran escala, el cobre tiene más alta conductividad eléctrica. También es ub buen conductor térmico. El cobre se usa en aleaciones, cables eléctricos, plomería (tubería) y monedas[...] El cobre solo reacciona con el ácido sulfúrico concentrado caliente y con el ácido nítrico” (Chang, 1995, p928)

En este experimento se procederá a transformar la masa del cobre en varias de sus distintas sales para finalmente obtenerlo en su estado elemental.

“Muchas sales de Cu2+, incluyendo el Cu(NO3)2, CuSO4 y CuCl2, son solubles en agua. El sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4  • 5H2O), una sal muy utilizada, tiene cuatro moléculas de agua enlazadas al ión cobre y una quinta unida al ión SO42- por medio de enlaces por puente de hidrógeno. La sal es azul y por lo general se llama vitriolo azul. Las disoluciones acuosas del Cu2+, en las que el ión cobre se coordina con moléculas de agua, también son azules[...]” (Brown, 2009, p1004)

Sección experimental

Se inició con la obtención del hidróxido de cobre II ya que el primer paso que era, la obtención de nitrato de cobre II, se había realizado unas semanas atrás. Con la disolución de nitrato de cobre II una vez fría se agregó aproximadamente 10 mL de NaOH. Posteriormente se calentó el precipitado hasta que se notó la transición a óxido de cobre II. Se decantó el líquido y se lavó el precipitado de óxido de cobre II 3 veces con 20 mL de agua destilada. Adicionalmente se decantó el agua excedente hasta quedar nada más con el precipitado, al cual se le agregó 10 mL de ácido sulfúrico y se revolvió hasta disolver. Ya para el último paso, el sulfato de cobre II fue el resultado de la disolución anterior, a la cual se le añadió una punta de espátula de zinc, se revolvió y se obtuvo un líquido transparente. Se lavó el precipitado 2 veces con 20 mL de agua destilada. Al precipitado se le añadió 5 mL de agua destilada y 5 mL de HCl(ac). Hubo burbujeo y se calentó levemente. Nuevamente, se lavó el precipitado con 5 mL de agua destilada 2 veces. Se trasladó el precipitado a una cápsula de porcelana y se lavó nuevamente el precipitado dos veces, esta vez con 5 mL de acetona. Finalmente se calentó la cápsula de porcelana hasta que el precipitado quedó completamente seco, obteniendo así cobre en su estado elemental.

Resultados

Para obtener el Cu(NO3)2 se mezcló aproximadamente 10 mL del ácido nítrico junto con una punta de espátula de cobre que nos dió la profesora a cargo del laboratorio. El ácido nítrico, que ya se había elaborado en la práctica de disoluciones, es de un color como turquesa transparente, al mezclarse con el cobre, cambió de color y consistencia, pues la nueva disolución se nota ahora más espesa y opaca, además que el color se oscureció. Posteriormente, se obtuvo hidróxido de cobre II juntando la disolución anterior con 10 mL de hidróxido de sodio una vez que estuviese frío. En este caso la mezcla se tornó oscura y poco a poco fue cambiando, ya que se formó un precipitado y éste se fue depositando en el fondo del beaker, mientras que el líquido pasó a ser casi transparente. Una vez que se logró conseguir el hidróxido de cobre II, se calentó el precipitado y se agitó hasta que la mezcla tomó un color negro y pasó a ser entonces óxido de cobre II. Ya con el óxido de cobre II, se decantó el resto y se lavó el precipitado con agua destilada. Se decantó nuevamente y ya se notaba mucho más claro la diferencia entre una sustancia y la otra, pues el precipitado de óxido de cobre II es completamente insoluble en agua. Se decantó el óxido de cobre II hasta que la mayoría del agua destilada fuese drenada, la sustancia igual tenía una pequeña cantidad de agua pues era notable que aún estaba húmeda ya que no se le agregó calor. Sin embargo se procedió a agregar 10 mL de ácido sulfúrico y se agitó hasta disolver. La mezcla se volvió azul con un precipitado negro y aquí es donde se logró obtener sulfato de cobre II. En la disolución de sulfato de cobre II se agregó cerca de 0,4 g de zinc y al revolver la disolución se volvió casi transparente mas con unas notas de rosado. Una vez que el precipitado yació en el fondo del beaker, se lavó dos veces nuevamente con agua destilada, debido a que es insoluble en agua y se necesita remover el exceso de disolución. Una vez con el precipitado limpio, se le agregó 5 mL de agua destilada y 5 mL de ácido clorhídrico concentrado. Ésta reaccionó burbujeando hasta que progresivamente se detuvo y se decantó. Nuevamente se limpia el precipitado, con agua destilada. Finalmente, se decantó la mezcla anterior pero se dejó un leve exceso de agua. Se trasladó todo a una cápsula de porcelana donde se lavó nuevamente el precipitado, esta vez con acetona ya que la acetona se seca más rápido que el agua. Se encendió la plantilla y se calentó la cápsula con la mezcla anterior y ésta se secó muy rápido. Ya seca fue cuando se obtuvo cobre en su estado elemental.

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