Determinacion Porcentaje De Hidratacion

Introducción.

La Química, como ciencia experimental nos otorga los fundamentos necesarios para la obtención de resultados a partir de actividades que se sustentan en la experiencia empírica.

En esta ocasión, una experiencia en el laboratorio nos llevara a trabajar con sales cuando estas están unidas con moles de agua a partir de una sal hidratada.

Cabe destacar, que muchos compuestos iónicos se preparan por cristalización de una solución acuosa, en la cual el agua se ha incorporado al cristal y el compuesto en el cual hay una proporción específica de agua y del compuesto iónico se llama hidrato. A partir de esta definición, y en el transcurso del experimento conoceremos los distintos pasos a seguir para poder deshidratar la sal, sulfato de cobre pentahidratado, con lo que daremos lugar tras algunos procesos, al sulfato de cobre.

En esta experiencia química, están vinculados muchos postulados frecuentemente utilizados en la actualidad, como es el caso de los principios termodinámicos en los cuales se abarca la mayor parte de otros conceptos utilizados en el experimento, como el calor, el trabajo, la energía interna, entre otros; esto nos llevara a decir que la termodinámica es fundamental conocerla para el desarrollo de nuestra sociedad actual lo que hace muy necesaria dominarla y, para luego aplicarla.

En las posteriores hojas abarcaremos todo lo mencionado con el fin de recalcar la importancia que alcanzan estos conceptos y la labor experimental de ellos.

RESUMEN

El estudio contempla el aprovechamiento del potencial probado de los minerales oxidados de cobre que existen en el país, así como de los desperdicios industriales o chatarra y del cemento de cobre subproducto de la refinería de zinc de Cajamarquilla; materiales primas para la obtención de cobre pentahidratado, CuSO4 5H2O.

El trabajo ha sido orientado a la investigación del comportamiento de las materias primas frente a: 1) los ensayos metalúrgicos a nivel de laboratorio, y 2) al estudio termodinámico en cada una de las etapas del proceso donde tiene lugar una reacción química de éstas con el CuSO4.

La finalidad de tal investigación ha sido la de conseguir y decidir el tratamiento más óptimo para la obtención industrial de cristales de sulfato de cobre a una mejor y significativa inversión.

ABSTRACT

The study contemplates the profit of proved potential of copper oxidized ores that exist in the country, as well as of copper industrial wastes (scraps) and a copper cement as subproduct of Zinc refinery in Cajamarquilla. Also, the raw materials to obtaining the pentahydrated copper sulphate, CuSO45H2O.

Work was oriented to research of behaviour of raw materials face to: 1) metallurgical tests at laboratory level, and 2) a thermodynamic study in each of stages of process where a chemical reaction between these and CuSO4 takes place.

The aim of such research has been to get and decide about the best treatment for the industrial obtaining of crystals of copper sulphate, with a better and significant investment.

Marco Conceptual

HIDRATOS

Los hidratos son compuestos que tienen un número específico de moléculas de agua unidas a ellos. Por ejemplo, en su estado normal, cada unidad de sulfato de cobre(II) tiene cinco moléculas de agua asociadas con él. El nombre sistemático para este compuesto es sulfato

de cobre(II) pentahidratado, y su fórmula se escribe como CuSO4 • 5H20. Las moléculas de agua se pueden eliminar por calentamiento. Cuando esto ocurre, el compuesto resultante es CuS04, que suele denominarse sulfato de cobre(II) anhidro; la palabra "anhidro" significa

que el compuesto ya no tiene moléculas de agua unidas a él (figura 2.13). Algunos otros hidratos son

TABLA 2.7 Nombres comunes y sistemáticos de algunos compuestos

FÓRMULA NOMBRE COMÚN NOMBRE SISTEMÁTICO

H2O Agua Óxido de dihidrógeno

NH3 Amoniaco Nitruro de trihidrógeno

CO2 Hielo seco Dióxido de carbono sólido

NaCÍ Sal de mesa Cloruro de sodio

N20 Gas hilarante Óxido de dinitrógeno (óxido nitroso)

CaC03 Mármol, gis, piedra caliza Carbonato de calcio

CaO Cal viva Óxido de calcio

Ca(OH)2 Cal apagada Hidróxido de calcio

NaHCO3 Polvo para hornear Carbonato ácido de sodio

Na2C03 • 10H20 Sosa para lavar Carbonato de sodio decahidratado

MgSO4 • 7H20 Sal de Epsom Sulfato de magnesio heptahidratado

Mg(OH), Leche de magnesia Hidróxido de magnesio

CaSO4 • 2H20 Yeso Sulfato de calcio dihidratado

BaCl2 • 2H20 cloruro de bario dihidratado

LiCl • H20 cloruro de litio monohidratado

MgS04 • 7H20 sulfato de magnesio heptahidratado

Sr(NO3)2 • 4H20 nitrato de estroncio tetrahidratado

El hielo que arde

¿Hielo que arde? Si. Existe y se conoce como hidrato de metano y hay suficiente como para cubrir los requerimientos energéticos de Estados Unidos durante años. Pero los científicos tienen que idear cómo extraerlo sin

causar un desastre ambiental.

Las bacterias del sedimento del fondo de los océanos consumen materiales orgánicos y generan metano

gaseoso. En condiciones de alta presión y baja temperatura, el metano forma el hidrato de metano, que está

formado por moléculas simples de gas natural encerrados en ¡aulas cristalinas formadas por moléculas de agua

congelada. Un banco de hidrato de metano tiene la apariencia de un cubo de hielo de color gris, pero si se

le acerca un cerillo encendido, empezará a arder.

Las compañías petroleras tienen conocimiento del hidrato de metano desde la década de 1930, cuando

empezaron a utilizar tuberías de alta presión para transportar el gas natural en lugares de clima frío. A menos

que se elimine con cuidado toda el agua antes de introducir el gas en las tuberías, grandes cantidades de hidrato de metano impedirán el flujo del gas.

Se calcula que la reserva total de hidrato de metano en los océanos es de 10'3 toneladas en contenido de carbono, casi el doble de la cantidad de carbono en toda la hulla, el petróleo y el gas natural sobre la tierra

Sin embargo, la extracción de la energía almacenada en el hidrato de metano representa un gran reto a la ingeniería. Se cree que el hidrato de metano actúa como una clase de cemento que mantiene juntos los sedimentos del fondo del océano. Modificar los depósitos de hidrato de metano podría ocasionar deslaves subterráneos, lo que causaría un derrame de metano hacia la atmósfera. Este acontecimiento podría ser de graves consecuencias para el medio ambiente ya que el metano no es un gas responsable del efecto de invernadero. De hecho, los científicos creen que la liberación repentina de hidrato de metano pudo haber acelerado el final de la era glacial hace alrededor de 10000 años. A medida que se fundió el hielo del casquete polar aumentó el nivel de agua de los océanos más de 90 metros y sumergió las regiones árticas, ricas en depósitos de hidratos. El agua de los océanos, mas o menos caliente, debe haber fundido los hidratos, con lo que pudo haber liberado grandes cantidades de metano, lo que condujo a un calentamiento global.

Hidrato de metano, La molécula de metano esta encerrada en una jaula de moléculas de agua congelada ¡esferas azules) que se mantienen unidas por medio de puentes de hidrógeno

(Raymond Chang Quimica Best seller internacional sexta edición)

Termodinámica

En la termodinámica, los sistemas físicos que encontramos en la naturaleza consisten en un agregado de un número bastante grande de átomos.

Vale decir que en la materia está en uno de los tres estados: sólido, líquido o gas: en los sólidos, las posiciones relativas (distancia y orientación) de los átomos o moléculas son fijas. En los líquidos las distancias entre las moléculas son fijas, sin embargo su orientación relativa cambia continuamente. En los gases, las distancias entre moléculas, son en general, mucho más grandes que las dimensiones de las mismas. También las fuerzas entre las moléculas son muy débiles y se manifiestan principalmente en el momento en el que chocan. Por esta razón, los gases son más simples de describir que los sólidos y que los líquidos.

Ahora bien, el gas contenido en un recipiente, está formado por un número muy grande de moléculas, 6.02•1023 moléculas en un mol de sustancia. Cuando se intenta describir un sistema con un número tan grande de partículas resulta inútil (e imposible) describir el movimiento individual de cada componente. Por lo que mediremos magnitudes que se refieren al conjunto: volumen ocupado por una masa de gas, presión que ejerce el gas sobre las paredes del recipiente y su temperatura. Estas cantidades físicas se denominan macroscópicas, en el sentido de que no se refieren al movimiento individual de cada partícula, sino del sistema en su conjunto.

Para comprender y aplicar la termodinámica debemos manejar y aplicar los siguientes conceptos:

Se llama estado de equilibrio de un sistema cuando las variables macroscópicas presión p, volumen V, y temperatura T, no presentan cambios. El estado de equilibrio es dinámico en el sentido de que los constituyentes del sistema se mueven continuamente.

El estado del sistema se representa por un punto en un diagrama p-V. Podemos llevar al sistema desde un estado inicial a otro final a través de una sucesión de estados de equilibrio. Se denomina ecuación de estado a la relación existente entre las variables p, V, y T. La ecuación de estado más simple es la de un gas ideal

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