TRABAJO PRÁCTICO Nº2: Purificación de sulfato de cobre industrial

Bacigaluppi, Marco y Navarro, Nicolás

TRABAJO PRÁCTICO Nº2: Purificación de sulfato de cobre industrial

OBJETIVOS

• Asimilar los procedimientos que se llevan a cabo en un laboratorio de química.
• Reconocer las impurezas presentes en el sulfato de cobre industrial y purificarlo.
• Calcular el rendimiento del proceso.

FUNDAMENTOS DEL MÉTODO DE PURIFICACIÓN

 El sulfato de cobre industrial puede presentar dos tipos de impurezas: solubles e insolubles. Las impurezas solubles en agua son, principalmente, sales de Fe2+. Los iones Fe2+ tienen un tamaño similar a los iones Cu2+ y éstos pueden ocupar la red cristalina durante la formación del CuSO4.5H2O en lugar de los iones Cu2+. La finalidad, entonces, es oxidar el Fe2+ a Fe3+. El ión obtenido tiene un tamaño diferente al original y no puede ocupar un espacio en la red cristalina reemplazando al Cu2+. Así se pretende eliminar la impureza insoluble.

 Para eliminar las impurezas insolubles en agua, como el polvo y la arena, se recurrió al filtrado en caliente, ya que estas partículas son de mayor tamaño que las insolubles.  

PURIFICACIÓN DE SULFATO DE COBRE INDUSTRIAL

Resultados obtenidos:

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RECONOCIMIENTO DE IMPUREZAS INSOLUBLES Y SOLUBLES EN LA MUESTRA Y EN LOS CRISTALES PURIFICADOS.

Operaciones realizadas:

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

CuSO4.5H2O + H2O → Cu2+ + SO42-

 En un tubo de ensayo, se obtuvo una solución color azul claro que no se modificó con el agregado de HCl.

 Luego de que se la filtrara por gravedad, se observaron pequeñas partículas marrones en el papel de filtro. La solución precipitó en otro tubo de ensayo y no se modificó, salvo por lo mencionado recién.

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

 La solución filtrada presenta Fe2+. La presencia de agua oxigenada genera el proceso de oxidación. Se libera un electrón.

Fe2+ → Fe3+ + e-

 El electrón liberado es captado por el agua oxigenada en medio ácido, que pasará a su forma reducida. Se produce la siguiente reacción:

2e- + 2H+ + H2O2 → 2H2O

3) Se trata con amoníaco la solución resultante:

NH3 (ac) + H2O ⇌ NH4+ (ac) + OH- (ac)

Fe3+ (ac) + OH- (ac) → Fe(OH)3

Cu2+ (ac) + OH- (ac) → Cu(OH)2

Cu(OH)2 + NH3 → (Cu(NH3)4)2+ (ac)

 Al agregar gotas de amoníaco a la solución, ésta comenzó a tornarse de un color azul oscuro y en el fondo del tubo se pudo observar el precipitado de un sólido color celeste y marrón, que corresponde al Cu(OH)2. Se continuó agregando amoníaco hasta disolver el precipitado y obtener una solución de color azul oscuro completamente.

4) Se filtra, se lava el precipitado obtenido en 3), se descarta el filtrado y se redisuelve el precipitado:

 A la solución se la pasó por un filtro. En consecuencia, el filtro se tornó de colores marrón y azul. El color marrón es debido al Fe(OH)3. Se lavó el filtro con NH3 para eliminar el resto de la solución que le daba el color azul intenso. Luego, se tomó otro tubo de ensayo, se colocó el filtro en él y al filtro se le agregaron gotas de HCl hasta obtener el precipitado de una solución de color amarillo claro.

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