Tp-1 Purificacion Del Sustrato De Cobre (Química Inorganica 1)

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

Objetivos:
* Aprender técnicas habituales de laboratorio y manejo de materiales a través de la purificación de un reactivo industrial y la determinación cualitativa de la presencia de impurezas.
* Adquirir conceptos básicos sobre compuestos cristalinos, reacciones rédox, solubilidad e influencia del pH, latemperatura y la formación de complejos sobre la misma.

Fundamento del método de purificación:

Purificamos el sulfato de cobre industrial porque el mismo está impurificado con sulfato de hierro. Al disolver la muestra en agua, los cationes Fe2+ y Cu2+ se separan del SO42-. Éstos tienen cargas parecidas y casi el mismo radio iónico. Debido a esta situación el catión Fe2+ puede ocupar el lugar delCu2+ en la red cristalina del sulfato de cobre industrial. Con una reacción redox podemos oxidar el Fe2+ a Fe3+. Lo que obtenemos es un ion de menor tamaño que no puede ocupar el lugar del Cu2+, o sea, no va a haber cationes Fe2+ al formarse los cristales.
Además de esto, anteriormente se realiza un paso de filtrado, en el cual se busca separar las impurezas insolubles (arena, polvo etc.) de lasolución en cuestión.

A: Purificación de sulfato de cobre industrial

Resultados obtenidos: (informar las magnitudes con su incerteza)

Masa de muestra impura, m1 (g) | 49,98 ± 0,01 |
Masa de sulfato de cobre pentahidratado cristalizado, m2 (g) | 31,6 ± 0,01 |
Masa de solución (Aguas madres) (g) | 49,52 ± 0,01 |
Temperatura de las aguas madres (°C) | 22 ± 0,5 |
Masa de sulfato decobre disuelto (como CuSO4.5H2O), m3 (g) | 12,41± 0,08 |
Rendimiento de cristalización , m2.100/m1 | (63,23 ± 0,03) % |
Rendimiento total, (m2+m3).100/m1 | (88,06 ± 0,20) % |

B. Reconocimiento de impurezas insolubles y solubles en la muestra y en los cristales purificados.

A.1. Operaciones realizadas: (escribir las reacciones químicas balanceadas cuando corresponda y las característicasde los productos obtenidos, sólidos, en solución, etc.)

1) Se disuelve muestra en agua /HCl y se filtra:

Precipitados: éstas son las fórmulas balanceadas de la disolución de la muestra en agua destilada:
H2O
FeSo4 (s) Fe2+ (ac) + SO42- (ac) Acá se forma Cu(OH)2 (s)

H2O
CuSo4 (s) Cu2+ (ac) + SO42- (ac) Acá se formaFe(OH)2 (s)

Al disolver la muestra en agua destilada obtuvimos una solución color celeste claro. Luego al agregarle gotas de HCl 6M la muestra no cambió su color ni su estado de agregación y no fue necesario entibiarla.

Filtrado: al filtrar lo que hacemos es separar las impurezas solubles (polvo, arena, etc.) que quedaron retenidas en el papel de filtro. No se observan cambios de color en lasustancia.

2) Se agrega agua oxigenada al filtrado de la operación anterior:
Ecuaciones balanceadas del procedimiento:

2Fe2+ (ac) + H2+O2- (ac) + 2H+ (ac)

2Fe3+ (ac) + 2H2+O2+

2Fe3+ Fe(OH)3

Al agregarle gotas de agua oxigenada, calentar a ebullición unos segundos en baño de agua (se producen pequeñas burbujas y se disuelve bien el agua) y dejar enfriar lasustancia sigue teniendo ese color celeste claro y continúa siendo líquida.

3) Se trata con amoníaco la solución resultante:
Ecuaciones balanceadas del procedimiento:

NH3 (ac) + H2O (l) NH4+ (ac) + OH- (ac) Cu(OH)2 (s)

Cu2+ (ac) + 4NH3 (ac) Cu(NH3)42+ (ac)

El Cu(OH)2 es el que precipita y el Cu(NH3)42+ es que queda en solución.

En este pasoobservamos que a medida que fuimos agregando las gotas de amoníaco se fue haciendo un precipitado desde la zona superior del tubo de ensayo hacia la zona inferior del mismo. Al principio este precipitado es de un color verde claro. Le dimos golpes suaves en la zona inferior para que baje el precipitado y en este momento se observó que la solución fue cambiando su color, pasando éste a ser un verde algo...