Purificar sulfato de cobre industrial mediante técnicas de laboratorio, calcular el rendimiento del proceso y reconocer las impurezas presentes.

Integrantes:

INFORME TRABAJO PRÁCTICO No 1:

PURIFICACIÓN DE SULFATO DE COBRE INDUSTRIAL

● OBJETIVOS

Purificar sulfato de cobre industrial mediante técnicas de laboratorio, calcular el rendimiento del proceso y reconocer las impurezas presentes.

○ Fundamento del método de purificación:

Para la purificación del sulfato de cobre industrial CuSO4.5H2O se debe eliminar la fracción de impurezas insolubles por filtración. Para eliminar las impurezas solubles, que son las sales de Fe(II), se deben oxidar los iones a Fe(III) que, bajo ciertas condiciones, son insolubles. La capacidad de recristalización del CuSO4.5H2O puro permite, en esencia, realizar y fundamentar el método de purificación.

● RESULTADOS

○ A. Purificación de sulfato de cobre industrial:

Resultados obtenidos:

• Rendimiento total:  (86,24 ± 0,06)%

◦Observaciones:

○ B. Reconocimiento de impurezas insolubles y solubles en la muestra y en los cristales purificados:

◦ B.1. Operaciones realizadas:

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

Precipitados: se disuelven 2 cristales pequeños de sulfato de cobre CuSO4 en 5 cm3 de agua destilada. Para lograr disolución completa, se aumenta la temperatura de la solución, ya que a mayor temperatura mayor solubilidad. La sal se disocia de acuerdo a (reacción A):

              CuSO4 (ac) → Cu2+ (ac) + SO42- (ac)  (reaccion A)

Se obtiene una solución de leve color azul, a la cual se le añaden (3) gotas de ácido clorhídrico (HCl) 6M para acelerar el proceso de disolución.

Filtrado: se filtra la solución. En medio acido, todos sus componentes microscópicos son solubles. Solo las impurezas macroscópicas quedan retenidas en el papel de filtro.

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

A la muestra disuelta se le agrega agua oxigenada H2O2 para oxidar los iones Fe (II) A Fe(III). La ecuación que representa esta reacción es (reacción B):

                              Fe2+ (ac) → Fe+3 (ac) + e-  (reacción B)

El electron liberado durante el proceso de oxidación es captado por el agua oxigenada en medio acido (reacción C)

H2O2 (liq) + 2 H+ (ac) + 2e- → 2 H2O  (reacción C)

3)Se trata con amoniaco la solución resultante:

Al agregar amoniaco (NH3), aumenta el pH de la solución (reacción D): se produce un leve burbujeo y un cambio de color que va desde un verde claro producto de la formación de sulfato básico de cobre Cu2SO4(OH)2  (reacción E) hasta llegar a un azul oscuro intenso producto de la redisolcion del Cu2SO4(OH)2  por la formación del complejo tetraamincuprico [Cu(NH3)4]2+,cuando el amoniaco esta en exceso (reacción F). Precipita Fe3+ en forma de hidróxido férrico (Fe(OH)3), insoluble en medio básico (reacción G)

        NH3 (ac) + H2O (l) ←→ NH4+ (ac) + OH- (ac)  (reacción D)

        2 Cu2+ (ac) + SO42- (ac) + 2 NH3 (ac) + 2 H2O (l)  →  Cu2SO4(OH)2 (s) + 2 NH4+ (ac)  (reacción E)

        Cu2SO4(OH)2 (s) + 8 NH3 (ac) → 2 [Cu(NH3)4]2+ (ac) + [SO4]2- +  2 OH-  (reacción F)

        Fe3+ (ac) + 3 OH- (ac) → Fe(OH)3 (s)  (reaccion F)

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

En el papel de filtro se observan dos precipitados: uno de color celeste, correspondiente al Cu2+ que no reacciono con el amoniaco NH3 y otro amarillento, correspondiente al hidróxido férrico Fe(OH)3. Se lava el filtro con más amoniaco para permitir la disolución completa del cobre retenido. Posteriormente, y utilizando otro tubo de ensayo, se lava el precipitado amarillento con acido clorhídrico 6M. El hidróxido férrico se re-disuelve en medio acido. En el proceso se forma cloruro férrico (FeCl3) y se observa una solución acuosa, traslucida y levemente amarillenta (reacción H)

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