Tp1 De Quimica Inorganica Uba

Objetivos

Aprender a manejar materiales y técnicas de laboratorio mediante la purificación de un reactivo industrial (CuSO4) para separar las impurezas (tanto solubles como insolubles) y poder determinar masas y rendimientos del proceso. Luego, a partir de conceptos básicos sobre compuestos cristalinos, reacciones de oxidorreducción, solubilidad e influencia del pH y temperatura, se puededetectar el tipo de impurezas presentes en la muestra. Como último objetivo se verifica si la purificación fue adecuada o no.

Datos

Para la Purificación
La masa impura de CuSO4.5H20 pesada en la balanza granataria es de (49, 240 ± 0,001) g.

Para el reconocimiento de impurezas y verificación de la purificación:

• Disolución de CuSO4 en agua destilada + HCl 6M.
El pH de la muestradisminuye provocando la disolución de la muestra en:
Fe (II) + Cu+2+ SO4-2 (Al filtrarse las impurezas insolubles quedaron retenidas en el filtro).

• Agregado de agua oxigenada 10% al filtrado anterior (oxida las impurezas de Fe(II) a Fe(III)) + NH3 (lleva a pH básico). La ecuación que representa esta reacción es:

3 H2O + Fe +3(aq) + 3NH3 (aq) 3 NH4+ (aq) + Fe (OH)3 (s)precipitado insoluble
Cu+2 (aq) + 4 NH3 (aq) Cu (NH3)42+ (azul intenso)

• Filtrado y redisolución del papel con HCl 6M en otro tubo de ensayos.

Fe (OH)3 (s) + 4 HCl (aq) FeCl4- (aq) (coloración amarilla)

• Agregado de KSCN 0,1 M que reaccionaespecíficamente con Fe+3 dando una coloración roja intensa según la siguiente ecuación:

Fe(H2O)6 +3 + nSCN- Fe(SCN)n(H2O)6-n3-n

(n= 1 a 6 dependiendo de la cantidad de SCN- agregado a la solución.)

La intensidad del color rojo es proporcional a la concentración de Fe+3 presente en el sistema. La aparición de esta coloración es una demostración de la presencia de impurezasferrosas en la muestra de sulfato de cobre comercial.

Tabla de la solubilidad del sulfato de cobre

TºC g de CuSO4
0 31,61
10 36,95
20 42,31
30 48,81
40 56,9
50 65,83
60 77,31
70 94
80 118,03
90 156,44
100 203,32


Cuentas

• Obtención de la masa de CuSO4 disuelta en aguas madres a partir de la ecuación del gráfico de solubilidad de CuSO4:

Y(20º C) = 0,0062 * (20ºC)2 +0,3785 * (20ºC) + 32,027
Y(20º C) = 42,077 g CuSO4 /100 g H2O

42,077 g CuSO4 + 100 g H2O = 142,077 g de aguas madres

Si en 142,077 g de aguas madres -------- 42,077 g de CuSO4 disuelto
en 70, 92 g de aguas madres -------- x = 21,003 ± 1,001 g de CuSO4.5H2O (al error lo calculamos sumando los errores de temperatura en la función: 0,5 + 0,5= 1 y a esto sumamos el error de la masa deaguas madres en la regla de tres: 1+ 0,001= 0,001).

• Rendimiento de cristalización:

R crist = masa final * 100 = masa de CuSO4 que se cristalizo * 100
masa inicial masa impura

R crist = 22,007 g * 100
49, 24 g

R crist = (44,69 ± 0,002)% (el error lo sacamos de la suma de errores de la masa final mas lainicial:
0,001 + 0,001= 0,002)

• Rendimiento total

R total = masa cristales + masa disuelta en aguas madres * 100
masa muestra impura

R total = 22,007 g + 21,003 g *100
49, 24 g

R total = (87,347 ± 2,036)%

• Cálculo del error total:

ΔRendimiento = -∂ R Δmasa crist + -∂ R Δm disuelta + -∂ R Δm impura∂ m cris ∂ m dis ∂ m imp


ΔRendimiento = (100/ 49,240)* 0,001 + (100/ 49,240)* 1,001 + (100/ 49,240)* 0,001

ΔRendimiento = 2,036

Resultados

De la purificación del CuSO4, llevada a cabo por calentamiento, agregado de agua oxigenada 10% en H2SO4 3N y filtración con vacío; y su posterior cristalización a...