Sulfato De Cobre Pentahidratado A Partir De Cobre Solido

Obtención De Resumen

Se emplearon los principios y parte de la metodología de la gravimetría, además de poner en práctica los principios de la estequiometria, y las leyes fundamentales de la química. Se realizaron dos síntesis de cristales de sulfato de cobre pentahidratado a partir de 0.0500g de cobre solido para cada síntesis, una de esa síntesis fue cristalizada por evaporación de la cual se obtuvo un rendimiento de 67.23 % y 0.1336 g de cristales triclínicos de sulfato de cobre pentahidratado, de la cristalización de sulfato de cobre pentahidratado, por par de disolventes solo se puede decir que se obtuvieron cristales de apariencia triclínica, pero de una tonalidad por debajo de la que reporte la bibliografía.

Introducción

El cobre (Cu) es un elemento de tabla periódica con número atómico 29 perteneciente a la familia B o de los metales de transición este metal tiene una apariencia metica y de color pardo rojizo, este metal se suele encontrar de forma nativa (sin estar combinado con otros elementos), lo cual lo hiso uno de los primeros metales en ser usados por el hombre. A lo largo de la historia, el cobre se ha utilizado para acuñar monedas y confeccionar útiles de cocina, tinajas y objetos ornamentales.

El cobre tiene una gran variedad de aplicaciones a causa de sus ventajosas propiedades, como son su elevada conductividad del calor y electricidad, la resistencia a la corrosión, así como su maleabilidad y ductilidad, además de su belleza. Debido a su extraordinaria conductividad, sólo superada por la plata, el uso más extendido del cobre se da en la industria eléctrica. Su ductilidad permite transformarlo en cables de cualquier diámetro, a partir de 0,025 mm. La resistencia a la tracción del alambre de cobre estirado es de unos 4.200 kg/cm2. Puede usarse tanto en cables y líneas de alta tensión exteriores como en el cableado eléctrico en interiores, cables de lámparas y maquinaria eléctrica en general: generadores, motores, reguladores, equipos de señalización, aparatos electromagnéticos y sistemas de comunicaciones.

El CuSO4•5H2O consiste en iones Cu(H2O)4 2+ y iones SO4(H2O)2-. Las moléculas de agua también pueden ocupar posiciones de la red cristalina que no están asociadas específicamente a un catión o a un anión. Que contienen una sal y agua combinados en proporciones definidas, se denominan hidratos; el agua asociada a ellos se llama agua de hidratación.

El sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4 • 5H2O), es una sal de uso muy extendido, tiene cuatro moléculas de agua ligadas al ion cobre y una quinta unida al ion SO4 2- por puentes de hidrógeno. Esta sal es azul (se conoce también como vitriolo azul). Las soluciones acuosas de Cu2_, en las que el ion cobre está coordinado con moléculas de agua, también son azules.

Marco teórico

El análisis gravimétrico es un tipo de análisis cuantitativo en el que se determina la cantidad de una especia en un metal convirtiendo la especie en un producto que puede aislarse por completo y pesarse. Para realizar este análisis es necesario realizar reacciones de precipitación, en esta reacción se determina la cantidad de una especie iónica precipitándola de la disolución formando el precipitado y aguas madres.

La digestión es un proceso en el cual se calienta un precipitado, por un lapso de tiempo hasta que se obtengan las aguas madres.

El precipitado, o solido formado de en la reacción, se filtra de la disolución, se seca y se pesa. Este método tiene la ventaja de ser simple y preciso. Y su principal desventaja es que al no tener un buen control de las fuentes de error es posible obtener rendimientos bajos.

Planteamiento del problema

De acuerdo a la ley de la conservación de la materia y recordando que el cobre es el reactivo limitante se puede asegurar que todo el cobre se convertirá en sulfato de cobre pentahidratado y que el porcentaje de cobre en el producto final será de 39.8 %. Además de que se espera que el producto final tenga similitud con las características que establece la bibliografía del sulfato de cobre pentahidrtado.

De acuerdo a la siguiente estequiometria se buscara obtener el sulfato de cobre pentahidrtado.

3 Cu°(s) + 8 HNO3 (ac) 3 Cu(NO3)2(s) + 2 NO(g) + 4 H2O(l)

3 Cu(NO3)2(s) + NaHCO3 (s) 3 CuCO3 (s) + NaNO3 (s) + 3 CO2 (g) + 3H2O(l)

3 CuCO3 + 3 H2SO4 (ac) 3 CuSO4(s) + 3 H2O (l) + 3 CO2 (g)

Diseño experimental

Material Sustancias

2 vaso de precipitados 30 mL

2 vasos de precipitados 100 mL

1 vaso de precipitados de 10 mL

1 pipeta graduada de 1 mL

1 pipeta graduada de 2 mL

1 pipeta graduada de 5 mL

1 soporte universal

1anillo para soporte universal

1 pinza de presión doble

1 parrilla de calentamiento

1 vidrio de reloj

1 placa de agitación

1 embudo tallo largo

1 agitador magnético de arroz 0.1 g de cobre limpio en trocitos

0.30 mL de HNO3 concentrado

200 mL de agua destilada

10 g de NaHCO3

3 mL de H2SO4 concentrado

1.0 mL de etanol 96%

Equipo

Balanza analítica

Procedimiento

Primera reacción

1 pesar aproximadamente 0.0500 g de cobre solido.

2 trasvasar el cobre solido a un vaso de precipitados de 30 mL previamente etiquetado.

3 en la campana de extracción, medir 0.15 mL de HNO3 y verter el acido sobre el cobre por las paredes del vaso de precipitados, si es necesario agregar unas gotas mas de HNO3.

4 dejar reposar hasta no observar la formación de NO2.

Segunda reacción

1 preparar un baño maría con un vaso de precipitados de 100 mL

2 preparar una solución saturada de NaHCO3

a. medir 50 mL de agua destilada en el vaso de precipitados de 100 mL previamente etiquetado

b. agregar el NaHCO3 en el agua destilada, agitar hasta observar que no se puede disolver mas NaHCO3

3 llenar la pipeta de 2 mL de la disolución de NaHCO3.

4 agregar la disolución de NaHCO3 sobre los productos de la primera reacción, agitando con el agitador magnético hasta no observar efervescencia. Se lavan las paredes del vaso con un poco de agua destilada.

5 para evitar el hundimiento del vaso en el baño maría se sumerge una hoja de papel, posteriormente se somete el vaso de 30 mL al baño maría para comenzar con la digestión, se tapa con el vidrio de reloj hasta observar un cambio en la coloración.

6 se saca el vaso del baño maría, se tapa y se deja reposare durante un día a temperatura ambiente.

7 se monta un dispositivo de filtración por gravedad.

8 se mide el pH del agua de lavado.

9 se decantan las aguas madres sobre el papel filtro,

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