Purificacion del Sulfato de Cobre Industrial

Comisión No: 140
Inegrantes:
Fecha: 27/08/2013


INFORME TRABAJO PRÁCTICO N°1
PURIFICACIÓN DE SULFATO DE COBRE INDUSTRIAL


Objetivos:
Separar un sólido por filtración, purificar un sólido por cristalización y realizar ensayos de identificación de impurezas.
Purificar sulfato de cobre y calcular el rendimiento del proceso.

Fundamentos del método de purificación:
El sulfato decobre cristaliza como una sal pentahidratada de color azul: CuSO₄.5H₂O. El producto comercial tiene como impurezas principalmente sales solubles de Fe(II) y sustancias insolubles en agua (arena, polvo, etc.). Los iones Fe (II) tienen prácticamente el mismo tamaño que los iones Cu(II), por este motivo en el proceso de formación de cristales de CuSO₄.5H₂O los iones Fe(II) pueden incorporarse a la redcristalina, reemplazando a los iones Cu(II) y mantenerse como impureza.
En esta practica intentaremos eliminar la mayor cantidad de impurezas macroscópicas como arena, polvo, etc. y impurezas microscópicas como iones Fe(II) por conversión a Fe(III) y solubilización de los mismos.



A. Purificación de sulfato de cobre industrial:
A.1.Operaciones realizadas: (reacciones químicas ycaracterísticas de los productos obtenidos, sólidos, en solución, etc.)
1) Disolvemos los cristales en agua destilada y calentamos el sistema para aumentar la solubilidad en el agua.
CuSO4 (s) → Cu 2+ (aq) + SO4 2-(aq)


2) Agregamos a la solución 10 mL de H₂O₂ (agua oxigenada) oxidando las impurezas de Fe(II) a Fe(III).
2 Fe 2+ (aq) → 2 Fe 3+ (aq)+ 2 e-  (oxidación del Fe)
2e- + 2 Fe 2+ (aq) → (aq) +2H+ (aq) → 2H2O (aq)  (reducción del O)
H2O2 (aq) + 2H+ (aq) + 2 Fe 2+ (aq) → 2H2O (aq) + 2 Fe 3+ (aq)

3) Luego agregamos HCl (acido clorhídrico), el medio acido proporciona los hidrógenos para ayudar a la reacción y los cloruros a formar los siguientes compuestos.
HCl (aq) → H+ (aq) + Cl- (aq)
Fe3+ (aq) + 4Cl- (aq) → FeCl4- (aq)

4) Por ultimo filtramos la solución en caliente paraevitar que el sulfato de cobre cristalice en el papel de filtro. Los cationes Fe³⁺ al modificarle su radio atómico no pueden reingresar a la red cristalina reemplazando a los cationes Cu²⁺ cuando la solución se enfríe y quede en reposo, mientras las impurezas insolubles en agua son retenidas por el papel de secado rápido.

A.2. Observaciones:
Cuando pasamos la solución del kitasato al vaso deprecipitados para dejar reposar y recristalizar se nos cayó un poco del líquido.




Resultados Obtenidos:
Masa de muestra impura, m1/g
50,04g ± 0,01g
masa de sulfato de cobre pentahidratado cristalizado, m2/g
26,59g ± 0.02g
Masa de solución(aguas madres)/g
67.50g ± 0.02g
temperatura de las aguas madres/°C
23°C ± 1°C
Masa de sulfato de cobre disuelto(comoCuSO4.5H2O), m3/g*
17.14 g ± 0.22g
Rendimiento de la cristalización,( m2.100)/m1
53,14% ± 0.03%
Rendimiento total,(m2+m3).100/m1
87.39% ± 0.47%


B.Reconocimiento de impurezas insolubles y solubles en la muestra y en los cristales purificados:
B.1.Operaciones realizadas: (reacciones químicas y características de los productos obtenidos, sólidos, en solución, etc.)
Seprecederá a realizar distintos agregados en 3 tubos de ensayo distintos que contendrán:
Una disolución de agua destilada y pequeños cristales purificados.
Una disolución de agua destilada y pequeños cristales de la muestra impura.
Un blanco de reactivo (tubo vacío sin muestra).

1) Disolvimos los cristales de muestra en agua destilada y agregamos gotas de acido clorhídrico (HCl 6M). Se reproduce elproceso de disociación de la sal propuesto en los ensayos de purificación y realizamos el filtrado para eliminar sustancias insolubles garantizando solo la presencia de hierro como impureza.

2) Agregamos agua oxigenada al filtrado anterior, de esta manera se produce la reacción de oxidación- reducción previamente descripta en los ensayos de purificación.
Procedimos de la misma forma con...