Un ciclo de reacciones con cobre e identificación de sustancias desconocidas a partir de sus características

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  • Publicado : 1 de marzo de 2011
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Introducción sección A:

El metal cobre es sucesivamente tratado con ácido nítrico, hidróxido de sodio, calor, ácido sulfúrico y zinc en un ciclo de reacciones químicas con el objetivo de regenerar el metal cobre. Las propiedades químicas del cobre y los compuestos de cobre son observadas en el desarrollo del ciclo.

Ud. comenzará con una cantidad conocida de cobre y realizará con la misma unciclo de reacciones químicas que terminará regresando al cobre puro. La sucesión de procesos químicos normalmente causa que la cantidad final de cobre sea menor que la cantidad inicial. La cantidad relativa de cobre recuperada es llamada "rendimiento".

Introducción sección B:

Las propiedades químicas y físicas pueden ser clasificadas en dos grupos: intensivas y extensivas. Las propiedades"Extensivas" son aquellas que dependen de la cantidad de una sustancia. Por ejemplo la masa y el volumen son propiedades extensivas, mientras más cantidad de sustancia Ud. tenga, será mayor el valor de la propiedad.

Las propiedades "Intensivas", sin embargo, no dependen de la cantidad de una sustancia. El punto de ebullición, el punto de fusión y la densidad son ejemplos de dichas propiedades.Independientemente de la cantidad de agua con que se trabaja, su punto de ebullición sigue siendo 100 °C. Debido a que las propiedades intensivas no dependen del volumen de la muestra, estas pueden ser utilizadas para identificar sustancias desconocidas.

En este trabajo de laboratorio Ud. seleccionará un sólido desconocido y un líquido desconocido y medirá algunas de sus propiedadesintensivas. A continuación Ud. comparará estas propiedades con las propiedades de sólidos y líquidos que serán provistas y utilizará esta información para identificar las muestras entre los siguientes compuestos:

Tabla 1: Propiedades físicas de los compuestos sólidos
Compuesto Nombre D Sol Pf Pe
AgNO3 Nitrato de plata 35 235 212 227
Cl₅H₂₄O BHT (butílhidroxitolueno) 1.05 0 71 265
C₆H₈O₆ Ácidoascórbico 1.7 40 168 347
CaCO₃ Carbonato de calcio 2.71 0 1330 4727
CaSO₄ Sultafo de calcio 2.96 0.21 1193 1460
CoCl₂ Cloruro de cobalto 3.36 56.2 740 1049
Zn(NO₃)₂ Nitrato de zinc 2.0 120.26 110 131
(D = densidad en g/ml, Sol = solubilidad en g/100mL de H2O, PF = punto de fusión en grados C, PE = punto de ebullición en grados C)

Tabla 2: Propiedades físicas de los compuestos líquidos
CompuestoNombre D PE
C₂H₄O₂ Ácido acético 1.05 117.9
C₂H₃N Acetonitrilo 0.79 81.6
C₆H₁₂ Ciclohexano 0.78 80.7
C₅H₁₁N Ciclopentilamina 0.86 107.0
C₂H₆O Etanol 0.79 78.3
(D = densidad en g/ml, PE = punto de ebullición en grados C)

Tareas:
Procedimiento #1

De Cobre a Nitrato de Cobre (II):

1. Tome del estante de Vidriería un vaso de precipitados de 50 ml y colóquelo encima de la mesa detrabajo.

2. Agregue 1 g de cobre metálico al vaso de precipitados.

3. Abra la Ventana de datos, presione el vaso de precipitados y a continuación presione el icono de la tachuela en la barra azul de la Ventana de datos para fijar su presentación al vaso de precipitados.

4. Agregue pequeñas cantidades de HNO3 concentrado a la muestra de cobre hasta que no haya más cobre sólido en el vaso deprecipitados y no haya más evidencia de reacción química observada al agregar más HNO3. Refiérase a la Ventana de datos para verificar el contenido del vaso de precipitados. En estas condiciones el metal Cu ha reaccionado completamente.

5. Agregue 10 ml de agua y guarde esta solución para el Procedimiento 2.
• Datos procedimiento #1:

1. Registre la masa del metal cobre sólido.

2. ¿Quécolor tiene el gas desprendido después de agregar el HNO3?

3. ¿Cuál es el color de la solución?

4. Escriba una ecuación balanceada de la reacción.
Procedimiento #2

De Nitrato de Cobre (II) a Hidróxido de Cobre (II):

1. Adicione 10 ml de NaOH 6 M a la solución obtenida en el Procedimiento 1. Esto produce un precipitado de Cu(OH)2.

2. Verifique si la precipitación de Cu(OH)2 ha...
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