Purificación de CuSO4

Objetivos
− Aprender técnicas básicas de laboratorio como medir masas, volúmenes y temperatura,
separar un sólido por filtración, purificar un sólido por cristalización y realizar ensayos de
identificación.
− Adquirir conceptos básicos sobre compuestos cristalinos, reacciones redox, solubilidad e
influencia del pH, la temperatura y la formación de complejos sobre la misma.
− Purificarsulfato de cobre y calcular el rendimiento del proceso.
− Reconocer las impurezas presentes en esta sal.

Fundamento del método de purificación
El sulfato de cobre 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.). En esta práctica se purifica elsulfato de cobre industrial
eliminando la fracción insoluble por filtración y las sales de Fe(II) por oxidación. El
procedimiento consiste en disolver la muestra por calor en agua destilada y agregar H2O2 10%
en H2SO4 3M. Al estar la solución a 100°C los cristales se disuelven y el agregado de esta
sustancia oxida al Fe(II), convirtiéndolo en Fe(III) mientras que el agua oxigenada se reduce aH2O (reacción redox)(ver anexo 1). Sin embargo esta reacción de oxidación no afecta a los
cationes de cobre, ya que estos se encuentran en su mayor estado de oxidación. Luego se filtra
con vacío y un embudo de Buchner caliente para evitar que re-cristalice la solución, quedando
retenidas las impurezas insolubles en el papel de filtrado. Para finalizar se deja reposar a la
solución para que seenfríe lentamente, y cristalice el CuSO4 sin incluir hierro en sus estructuras
cristalinas.

A. Purificación de sulfato de cobre industrial
Resultados obtenidos
Masa de muestra impura, m1 / g
Masa de sulfato de cobre pentahidratado cristalizado, m2 / g
Masa de solución (aguas madres) / g
Temperatura de las aguas madres / °C
Masa de sulfato de cobre disuelto (como CuSO4.5H2O), m3 / g *(ver anexo 2)
Rendimiento de cristalización, m2.100/m1 (ver anexo 3)
Rendimiento total, (m2+m3).100/m1 (ver anexo 4)

50,00 ± 0.01
37.19 ± 0.02
21.66 ± 0.02
20,00 ± 1
5.30 ± 0.05
74.38 ± 0.05 %
84.98 ± 0.2 %

* La tabla de solubilidad del CuSO4 fue brindada por la guía de trabajo de laboratorio de la materia. Unidad 1,
página 27.

Tabla 1: Tabla que muestra los datos iniciales y losresultados obtenidos en el proceso de
purificación de sulfato de cobre industrial.

B. Reconocimiento de impurezas insolubles y solubles en la muestra y en los
cristales purificados
B.1. Operaciones realizadas
Estas operaciones fueron realizadas por triplicado: Testigo, con cristales comerciales
impuros, Blanco, sin agregado de cristales y Muestra, con agregado de cristales purificados.Esto se realiza para poder ver la diferencia entre la coloración obtenida en el tubo testigo y
la muestra y asegurarse que el color no lo da una solución, o mezcla de soluciones utilizadas
en el procedimiento con el blanco.
1) Se disuelve la muestra en agua y gotas de HCl y se filtra:
Los cristales se disuelven calentando y se obtiene una solución líquida de color celeste
oscuro. La adición delHCl no modifica cualitativamente a la solución. Al filtrarse quedan
retenidas las impurezas insolubles (precipitado) como polvo y arena, y en el filtrado quedan
impurezas insolubles como Fe(II) junto con la solución de CuSO4.
2) Se agrega agua oxigenada al filtrado anterior para oxidar el Fe(II) a Fe(III) (ver anexo 1).
Este agregado no produce una oxidación del Cu(II) ya que este seencuentra en su máximo
estado de oxidación.
3) Se trata con amoníaco la solución resultante. Este cambia el pH de la solución lo que
genera dos precipitados:
NH3 + H2O  NH4+ + OH
reacciones:

–

El amoníaco alcaliniza el medio, lo que provoca las siguientes

Fe3+ + 3OH -  Fe(OH)3 (precipitado pardo)
Cu2+(aq) + 2OH -  Cu(OH)2 (precipitado celeste)
Pero al seguir agregando NH3, el...