Ley De La Conservacion De La Masa Cu

RESUMEN

Se llevó a cabo un proceso para comprobar que la ley de la conservación de la materia se cumple para todo caso, es decir, que “la materia ni se crea ni se destruye, solo se transforma”; se realizo el ciclo del cobre, en el que se pudieron observar los diferentes compuestos que forma el cobre libre (Cu) dentro del proceso. (Cambios físicos y químicos en las reacciones de los compuestos formados), para volver a obtener cobre (Cu) al final del proceso.

Palabras claves: Transformación, conservación de la materia, oxidación, ciclo.

INTRODUCCION

La realización del ciclo del cobre permite observar compuestos que puede formar el cobre libre y del mismo modo ilustrar la forma en que se puede recuperar. El Cobre (Cu) sufre una serie de transformaciones, en el que este elemento cambia de aspecto, presentación y forma cuando es mezclado y/o alterado.

En toda reacción química, la masa se conserva, según la ley de Lavoisier de manera química esto se lo demuestra en las ecuaciones, diciendo que, la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos. En otras palabras, la materia no se crea ni se destruye durante un proceso químico sino que sólo se transforma.

Existen limitaciones que hacen que esta ley no se cumpla para todos casos como reacciones de núcleos o partículas elementales, desintegración radiactiva, la fusión, la aniquilación de electrones y positrones, protones y antiprotones donde la masa de las partículas materiales se desaparece por completo y en unas la masa del sistema cambia.

La ley de la conservación también depende de cómo puede afectar el entorno a la reacción y las conversiones de materia en energía ya que toda reacción química lleva consigo un intercambio de energía y la producción de esta supone pérdida de masa según Einstein; que obliga a rechazar la afirmación de que la masa convencional se conserva, porque masa y energía son mutuamente convertibles; se puede decir que la ley se cumple dependiendo del sistema en que se realice abierto, cerrado, aislado, etc.

Potencial de electrodo y oxido reducción:

Consiste en la tendencia cuantitativa que tienen los electrodos para poder unirse entre si (ánodo con cátodo) y así en conjunto hacer una reacción tipo redox, se puede suponer que una reacción redox es la suma de dos semi-reacciones, que podemos atribuir a cada una como semipilas o electrodos un potencial.

Es necesario aclarar que el “potencial de electrodo” es la carga electrostática que tiene un electrodo, y el “potencial de reducción” es la carga electrostática que tiene un electrodo asociado a una reacción de reducción.

En la mayoría de reacciones de oxido reducción que existen, se debe tener en cuenta el potencial de electrodo que es el que hace que un electrón se desplace teniendo en cuenta el estado de reacción de un estado de no equilibrio a equilibrio.

EXPERIMENTAL

Se comenzó pesando exactamente 0.02g de cobre puro, y luego se lo dispuso en un vaso de precipitados de 100mL de capacidad. Se le agrego 0.1mL de HNO3 16M, luego se genero calor al sistema (solución).

Se añadió 0.1mL de agua destilada al vaso y se lo enfrió con agua de grifo por unos minutos. Posteriormente se agrego 0.7mL NaOH al 25% y se agito hasta que se formo un precipitado. Se añadió nuevamente 2mL mas de agua y se midió con papel tornasol el pH de de la reacción.

Se calentó la solución hasta que se formo un precipitado negro, se filtró la solución aún en caliente, el precipitado negro se retuvo en el papel filtro y se lavo 3 veces con agua destilada.

Se paso el papel filtro a una capsula de porcelana y se agrego a este 0.5mL de H2SO4 2M. Se pasó esta solución a un vaso de precipitados previamente pesado y se adiciono 0.1g Zn y se espero hasta que la solución se torne transparente y aparezcan precipitados.

Se dejo reposar la solución por un tiempo, se desecho el líquido transparente, el sólido se sometió a calentamiento suave y se lo llevo a pesar.

RESULTADOS

Al someter a reacción un trozo de Cu con Acido Nítrico, la solución tomó un color verdoso y el gas que se desprendió es de color anaranjado, es una reacción exotérmica, libera calor (ver interpretación).

Al agregar agua y hacer reaccionar la solución con NaOH, ésta toma un color azul claro, se observa un precipitado de color celeste (ver interpretación).

Posteriormente, al someter a calor, la solución se forma otro precipitado de color negro y un desprendimiento de vapor, cambiando la coloración de la solución de azul a negro y a forma solida (ver interpretación).

Al agregar H2SO4, se evidencia un cambio de color y de estado ya que pasa del color negro a azul; y de estado sólido a estado líquido ya que se disuelve, (ver interpretación).

Cuando se pone una granalla de Zn, la coloración de la solución cambia a ser completamente transparente donde se evidencia el cobre de un color rojo y de forma solida (ver interpretación).

Peso inicial del cobre utilizado:

0.02gCu

Peso final del cobre después del ciclo: 0.02gCu

INTERPRETACION

Al agregar acido nítrico (HNO3) a los gramos de Cobre (Cu) ocurre la siguiente reacción:

3Cu(s) + 8HNO3(ac) 

3Cu(NO3)2(ac) + 2NOx(g) + 4H2O(l)

Durante la reacción:

Cu se oxida, pasa de carga 0 a carga 2+, N se reduce pasa de carga 5+ a carga 2+

Esta reacción ocurrió de manera completa entonces se dice que el cobre solido se disolvió formando un nitrato de cobre (II) (Cu(NO3)2) en donde cada átomo de cobre a cedido 2e-, siendo esta una reacción de oxido-reducción donde el HNO3 es el agente oxidante y el Cu el agente reductor.

Se tiene una relación molar en la reacción de 3:8, es decir que el reactivo límite es el acido nítrico:

En la reacción anterior cuando el gas liberado NO (Oxido Nítrico), entra en contacto con el ambiente sufre una oxidación

2NO + O2  2NO2

Ahora bien, el gas NO es transparente y prácticamente no se aprecia cuando se desprende, al entrar en contacto con el ambiente, es decir en presencia de oxigeno O2 torna un color anaranjado y es muestra de que el gas liberado es dióxido de nitrógeno NO2 el oxido nítrico se ha oxidado.

La razón por la cual una reacción de este tipo desprende NO y no NO2 depende

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