Ciclo cobre

Introducción 

En el presente informe se expondrá el laboratorio donde se llevó a cabo el ciclo del cobre, en el cual se pudieron observar los diversos compuestos que forma el cobre libre (Cu) dentro de un proceso cíclico, para volver a obtener cobre libre al final del proceso. 
En la actividad experimental llamada el “ciclo del cobre” se pueden observar las distintas reacciones que permiten al cobre generar compuestos en un proceso cíclico, permitiendo, así al final, recuperar el cobre invertido al inicio del experimento. Industrialmente, el ciclo del cobre es bastante importante, pues permite el reciclaje de este metal, con un importante bajo gasto de energía. 
En el ciclo del cobre se llevan a cabo diversas reacciones químicas que permiten observar cambios físicos y químicos en los compuestos formados. 

Laboratorio del ciclo del cobre 

Materiales: 
- Trozo pequeño de lamina de cobre 
- Acido nítrico 
- Hidróxido de sodio 
- Trozo de alambre de aluminio 
- Acido clorhídrico 
- Vaso precipitado 
- Pipeta 
- Agua destilada 

Procedimiento: 
1- Tome un trozo de cobre metálico y póngalo en un vaso precipitado perfectamente lavado y enjuagado con agua destilada. Bajo campana agregue acido nítrico concentrado sobre el cobre y deje reaccionar hasta total disolución del metal. ¡Cuidado! , los vapores que desprende esta reacción son tóxicos. Toque cuidadosamente el vaso en su parte exterior mientras la reacción está ocurriendo ¿Qué pasa?. El producto de esta reacción es nitrato de cobre II (aq) y dióxido de nitrógeno (g). 

2- Una vez disuelto todo el cobre metálico lleve el vaso precipitado a su lugar de trabajo y observe la solución ¿Qué aspecto tiene?. Luego tome una cierta cantidad de solución de hidróxido de sodio (evite el contacto de esta solución con la piel), póngala en otro vaso de pp limpio. Agregue solución de hidróxido de sodio sobre la solución obtenida anteriormente, gota a gota y observando ¿Qué ocurre? 

3- Después de adicionar unas gotas, agite el contenido de vaso y toque el vaso ¿hay cambios en la temperatura? Continúe agregando hidróxido de sodio hasta que no se observe mas cambios. Agite con una varilla de agitación para mezclar bien. Deje reposar y observe. En esta etapa precipita el Hidróxido de cobre II. 

4- Agregue agua destilada y vuelva a agitar. Coloque el vaso a calentar sobre una placa calefactora hasta que ya no se observen más cambios. Anote todas sus observaciones. Retire la placa y deje enfriar. El producto de esta reacción es oxido de cobre II (s) 

5- Deje reposar para calentar el sólido o use una centrifugadora para separar el sólido del liquido. Decante el liquido o bien saque el liquido sobrenadante con ayuda de una pipeta teniendo cuidado de no eliminar nada del sólido. 

6- Este liquido se descarta y se lava el precipitado agregando agua destilada, agitando bien y se repite la separación del liquido sobrenadante, el que vuelve a eliminarse. 

7- Se toma el precipitado y se agrega solución de acido clorhídrico (con cuidado, pues es un reactivo corrosivo). Agite para mezclar bien ¿Qué cambios observa en esta etapa? El nuevo producto es de cloruro de cobre II 

8- Agregue un trozo de alambre de aluminio al vaso de reacción. Debe de asegurarse de colocar el vaso en un baño de agua fría (con hielo). Sujete el vaso de reacción con una pinza apropiada ya que la reacción libera mucho calor. Los productos de esta reacción son hidrógenos, polución de cloruro de aluminio y cobre 

9- Cuando la reacción haya terminado remueva y descarte el líquido sobrenadante. Luego lave el sólido con una pequeña porción de agua destilada. Agite y elimine el liquido de lavado. Repita la operación de lavado, pero ahora recupere el sólido haciendo una filtración simple. Observe cuidadosamente el producto final. Use una pinza para retirar cualquier resto de aluminio que no haya reaccionado. 

10- Pruebe la identidad del producto obtenido, para lo cual debe poner una pequeña cantidad en un tubo de ensayo y bajo campana agregar unas gotas de acido nítrico. ¿Qué espera que ocurra? 

Observaciones: 

-Al poner el cobre en el vaso precipitado y echarle 25 ml de acido nítrico, comienza a reaccionar y mientras esta bajo “campana” empiezan a salir vapores tóxicos de color naranja-café, y el liquido que queda en el vaso precipitado es una sustancia verde. Al tocar el vaso por la parte exterior presenta una  temperatura elevada.

Nitrato de cobre II y Dióxido de Nitrógeno 
Cu(s) + 4HNO3                          Cu (NO3)2(ac) + 2NO2(g) + 2H2O [pic 1]

-Con un tiempo no muy extenso, se pudo observar que se ha disuelto todo el cobre metálico y que ha quedado una sustancia liquida color verdoso casi celeste, bastante diluido y a temperatura ambiente. 
Al empezar a echarle, de gota en gota, hidróxido de sodio (NaOH), en el líquido celeste-verdoso comenzó a formarse una delgada capa solida que, con el tiempo, comenzaba a  descomponer. La sustancia tomo un color más claro.

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