Tp 1. purificacion del sulfato de cobre i

Trabajo Práctico I
Purificación del sulfato de cobre industrial
OBJETIVOS
 Determinar el rendimiento de cristalización y el rendimiento total del método de purificación de CuSO4 5H2 O establecido por la guía de TP’s.
 Ver cómo influencian la temperatura y el pH a la solubilidad de distintos compuestos
 Familiarizarse con el material del laboratorio
INTRODUCCIÓN
El sulfato de cobreindustrial es un compuesto químicamente derivado del cobre, que forma cristales azules, solubles en agua y metanol, y es ligeramente soluble en alcohol y glicerina.
Es utilizado en el tratamiento de aguas como alguicida (impide la reproducción de algas) como abono, pesticida, en galvanoplastia, industria del cuero y del acero.
El sulfato de cobre industrial puede contener varias impurezas, yasean insolubles o solubles. Dentro de las impurezas insolubles se pueden encontrar arenas, y dentro de las solubles, se puede encontrar el Fe2+. El radio atómico del Cu2+ que es de 0,75Å , es muy similar en tamaño al radio atómico del Fe2+, por lo que este puede ocupar el lugar del Cu2+ en la red cristalina del sulfato de cobre (CuSO4 5H2 O).
PURIFICACIÓN Y COMPROBACIÓN DE LA PRESENCIA DEL HIERRO1) Se coloca el CuSO4 (s) en H2O (l), la sal se disocia en: Cu2+ (ac.)+ SO4 -1 (ac.). Para que la sal se disuelva completamente se aumenta la temperatura, ya que ésta es más soluble a temperaturas más altas. Cuando la sal es completamente disuelta se observa una solución azul/turquesa cristalina.
2) Se agrega HCl (ac.) para ayudar a la disolución de la sal en el agua y para disolver impurezassolubles a altas temperaturas y pH ácido que pueda haber, como por ejemplo, Fe2+.
3) Se filtra la solución a un tubo de ensayos limpio. En el papel de filtro quedan impurezas insolubles.
4) Cuando se agrega el H2O2 (l) en ácido sulfúrico, el Fe2+ (ac.) que se encuentra en la solución se oxida y el H2O2 (l) se reduce. Siendo así, el H2O2 el agente oxidante, y el Fe2+ el agente reductor. El aguaoxigenada se encuentra en medio ácido para que el hierro no precipite; por esta misma razón, el paso también se realiza mientras la solución se encuentra a una alta temperatura.
Fe2+ (ac.) → Fe3+ (ac.) + 1e-
2e- + 2H+ (ac.)+ H2O2 (l) → 2H2O (l)
2 Fe2+ (ac.) + 2H+ (ac.) + H2O2 (l) → 2 Fe3+ (ac.) + 2H2O (l)
3) Al agregar el NH3 (l), suceden varias reacciones, el Fe por un lado va a formar unhidróxido (la razón por la que necesitamos este hidróxido se analizará en los próximos 2 pasos), mientras que el cobre va a formar (una vez que se agrega suficiente NH3) un complejo azul intenso que luego será filtrado para ser separado justamente del hidróxido de Hierro (III). Las reacciones que ocurren al agregar NH3 son:
 NH3 (l)+ H2O (l) ↔ NH4+ (ac.)+ OH- (ac.)
 Cu2+ (ac.)+ 2OH-(ac.) →Cu(OH)2 (ac.) (celeste/turquesa)
 Fe3+ (ac.)+ 3OH-(ac.) → Fe(OH)3 (ac.) (amarillo rojizo)
 Cu2+ (ac.)+ 4NH3 (ac.) → [Cu (NH3) 4] 2+ (ac.) (azul intenso)
4) Una vez obtenida la solución de color azul intenso, ésta es filtrada a un tubo de ensayo. En el papel de filtro se observa una sustancia amarilla/marrón, el hidróxido de hierro (III). El papel de filtro es totalmente lavado con amoníaco, hastaque en él no quede solución azul. Ahora se agrega HCl en el papel de filtro, el objetivo del HCl es disolver justamente el Fe(OH)3 que se encontraba en el papel de filtro y poder recogerlo en un tubo de ensayo. El Fe(OH)3 reacciona con el HCl.
Fe(OH)3 (s)+ HCl (ac.)→ FeCl4- (ac.). (amarillento)
5) Una vez que se obtuvo el FeCl4-, se le agrega el KSCN a la solución. El KSCN reacciona con elFeCl4- y se torna de color rojizo. Si no se hubiese convertido el Fe(OH)3 a FeCl4- (o algún otro compuesto en donde se encontrara el Fe3+ en solución), el KSCN no hubiese reaccionado y no se podría haber comprobado la presencia del Fe. El KSCN es un reactivo específico para comprobar la presencia de Fe3+ en solución. Si hay presencia de Fe3+, el tiocianato de potasio se torna de color rojizo. La...