Sintesis: Identificación del producto final

SINTESIS N° 3

Identificación del producto final.

Nombre Común Cloruro de Cobre I

Nombre químico Cloruro Cuproso, Monocloruro de Cobre.

Fórmula CuCl

Peso Molecular [g/mol] 99

Estado físico sólido

Temperatura de Ebullición [°C] 1212 - 1490ºC

Temperatura de Fusión [°C] 430ºC

Densidad [g/mL] 4,140

Solubilidad en Agua 0,62 [g] por 100 [mL] de agua a 20[°C]

Aspecto Cristales o polvos cristalinos blancos.

2. Clasificación de sustancias peligrosas según NCh.

Clase 2: Gases Comprimidos, licuados, disueltos a presión o criogénicos.

Clase 8: Sustancias Corrosivas.

Clase 9: Sustancias Peligrosas Varias.

NCh2120/8: Sustancias peligrosas.

NCh 2120/2: Sustancia Peligrosa.

Compuesto Fórmula Clasificación

Cloruro de Cobre CuCl Clase: 8, grupo: III ( Sustancias Corrosivas)

Sulfato de Cobre pentahidratado CuSO4•5H2O Clase:9 ( Material peligroso Misceláneo)

Cloruro de Sodio NaCl Considerado no peligroso

Metabisulfito de Sodio Na2S2O5 Clase: 8 (Sustancias Corrosivas)

Ácido Sulfúrico H2SO4 Clase: 8, grupo: II (Sustancias Corrosivas)

Ácido Sulfuroso H2SO3 Clase: 8 (Sustancias Corrosivas)

Ácido Acético C2H4O2 Clase: 8, grupo: II (Sustancias Corrosivas)

Dióxido de azufre SO2 Clase: 2, División:2.3 (Gases Venenosos Tóxicos)

Hidróxido de Sodio NaOH Clase: 8, grupo: II (Sustancias Corrosivas)

3. Aplicación del producto

El Cloruro de Cobre se utiliza principalmente como catalizador de reacciones orgánicas, agente desulfurante y decolorante; agente de condensación para grasas, aceites y jabones; y en el análisis químico de monóxido de carbono.

4. Equipos

Equipos para el SO2

Equipo Función Cantidad Función

Embudo con compensación 250 [ml] 1 Proporcionar reactivo gota a gota (H2SO4)

Balón de 2 bocas 250[ml] 1 Almacenar reactivos, ahí ocurre la reacción

Salida de gas 14,5 1 Conducto guía de gases

Mechero 1 Calentar el reactor

Trípode con rejilla 1 Sostener el equipo a calentar

Varilla de vidrio 1 Agitar solución

Pinza, mufa, soporte 1 Sostener equipo

Equipos para el CuCl

Equipo Función Cantidad Función

Balón de 2 bocas 250[ml] 1 Almacenar reactivos, reactor

Agitador magnético + barra agitación 1 Agitación, homogeneizar la solución

Salida de gas 25 1 Conducto guía de gases

Burbujeador ns 25 1 Formador de burbujas

Frasco lavador de gases 2 Recoger y neutralizar gases

Embudo Buchner 250 [ml] con anillo de goma y papel filtro 1 Filtrar y lavar el producto

Matraz Kitazato 250[ml] 1 Contener el líquido filtrado

Equipo general

Equipo Función Cantidad Función

Probeta de 25[ml] 1 Medir volumen de reactivos

Vaso precipitado de 100[ml] 1 Contener el agua para el baño María

Espátula 1 Manipular el material sólido

Vidrio Reloj 1 Secar el CuCl

5. Reacciones involucradas en la síntesis

Reacción de generación de la corriente gaseosa de SO2:

Na2S2O5 + H2SO4 ⇒ 2SO2 + H2O + Na2HSO4

Reacción para formar CuCl a partir de sulfato de cobre pentahidratado:

2NaCl + 2CuSO4 + SO2 + 2H2O ⇒ 2CuCl + Na2SO4 + 2H2SO4

Reacción de neutralización del SO2 en exceso:

NaOH + SO2 ⇒ NaHSO3

NaOH + NaHSO3 ⇒ Na2SO3 + H2O

6. Materias primas

Nombre Fórmula PM [g/mol] Estado físico Densidad [g/mL]

Cloruro de Cobre CuCl 99 Sólido 4,14

Sulfato de Cobre pentahidratado CuSO4•5H2O 249,5 Sólido 3,603

Cloruro de Sodio NaCl 58,5 Sólido 2,165

Metabisulfito de Sodio Na2S2O5 190 Sólido 1,48

Ácido Sulfúrico H2SO4 98,1 Líquido 1,84

Ácido Sulfuroso H2SO3 82,07 Líquido 1,03

Ácido Acético C2H4O2 60,05 Líquido 1,049

Dióxido de azufre SO2 64 Gas 0,00293

Hidróxido de Sodio NaOH 39,99 Sólido 2,1

Agua H2O 18,01 Líquido 1,0

Cantidad de materia prima [g]

Cloruro de Cobre:

Moles teóricos para obtener 10[g]: 0,101[mol]

Masa real obtenida:

m_CuCl= [g]

n_CuCl=⁄99= [mol]

Sulfato de Cobre pentahidratado:

n_(CuSO4•5H2O)=0,101 [mol]

m_(CuSO4•5H2O)= 0,101*249,5=25,2 [g]

Cloruro de Sodio:

n_NaCl= 0,101[mol]

m_NaCl= 0,101*58,5= 5,9085[g]

Metabisulfito de Sodio:

n_Na2S2O5=0,063[mol]

m_Na2S2O5= 0,063*190=11,97[g]

Ácido sulfúrico al 98%:

n_H2SO4=0,063[mol]

m_H2SO4= 0,063* 98,1= 6,180 [g]

V_H2SO4= (6,180⁄1,84)=3,36 [mL]

Ácido Sulfuroso:

Se utilizaron para los lavados 20 [ml]

m_H2SO3= ρ_H2SO3* V_H2SO3

m_H2SO3= 1,03*20 =20,6 [g]

n_H2SO3=20,6⁄82,07=0,251[mol]

Ácido Acético:

Se utilizaron 40 [ml]

m_C2H4O2= ρ_C2H4O2* V_C2H4O2

m_C2H4O2= 1,049*40 =41,96 [g]

n_C2H4O2=41,96⁄60,05=0,699[mol]

Dióxido de azufre:

Se produjo azufre en un 150% de exceso

n_(〖SO2〗_inicial )=0,126[mol]

m_SO2= 0,126*64 =8,064 [g]

n_(〖SO2〗_final )=0,0755[mol]

Hidróxido de sodio:

Se utilizaron 5[g] de NaOH

m_NaOH= 5 [g]

n_NaOH=5⁄39,99=0,125[mol]

Agua:

Se ocuparon aproximadamente 115[ml] de agua totales, 80 [ml] para la reacción del Sulfato de Cobre pentahidratado, con el Cloruro de Sodio; 30[ml] para realizar una solución con el NaOH y unos 5[ml] para realizar una pasta con el Metabisulfito de Sodio.

m_(H_2 O)= ρ_(H_2 O)* V_(H_2 O)

m_(H_2 O)= 1,00*115= 115[g]

n_(〖H_2 O〗_i )=115⁄18,01=6,385[mol]

Nombre Cantidad de materia prima [g] Moles iniciales materia prima Moles que se deberían obtener en el producto final

Cloruro de Cobre ---- ---- 0,101

Sulfato de Cobre pentahidratado 25,2 0,101 -----

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