Informe “Formación de cristales de CuSO4* 5H2O”

[pic 1]Universidad Nacional Autónoma de México

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Facultad de Estudios Superiores Zaragoza

Laboratorio de Ciencia Básica I

Profesora: Neria Ríos Maricela

Tema: Informe “Formación de cristales de CuSO4* 5H2O”

Equipo 1:

Díaz Corona Nayeli Viridiana  

Grupo: 2156

Sección: 2186

Laboratorio: L-423

Semestre 2021-2

Fecha de entrega: 29/07/2021

Formación de cristales de CuSO4* 5H2O

Objetivo: Transformar el Cu metálico en diferentes compuestos para obtener cristales de Sulfato de cobre (II) pentahidratado mediante la estequiometría de reacciones sucesivas.

Hipótesis Se pretende obtener un producto puro (sulfato de cobre pentahidratado) a través de diversas reacciones químicas llevadas a cabo con la gravimetría de precipitación, purificándolo y convirtiendo el componente deseado en un compuesto de composición definida, y como base la ley de la conservación de la masa, así mismo, en el resultante tendrá que estar presente el gramo de cobre que se usó a principio.

Variables: 

Independiente: Cantidad de peso y volumen de los reactivos (Cobre, ácido nítrico, nitrato de cobre, ácido sulfúrico)

Dependiente: cantidad de peso y volumen en los productos.

Introducción.

Estequiometria

Es el estudio cuantitativo de las reacciones químicas. Las relaciones cuantitativas entre las cantidades de las sustancias que intervienen en una reacción permiten calcular la cantidad de una determinada sustancia si se conoce la cantidad de una cualquiera de ellas.

Reacciones Óxido-Reducción (REDOX). Las reacciones de oxidación -reducción se deben, principalmente, a la transferencia de electrones desde un agente reductor a un agente oxidante. En una reacción REDOX u óxido reducción, una especie se oxida (cede electrones) y la otra especie se reduce (gana electrones). Como estas dos situaciones ocurren en la misma reacción, los electrones cedidos por la especie que se oxida, son empleados por la especie que se reduce, que debe ganar electrones.

El método del ión-electrón es, en general, un poco más largo que el del número de oxidación; sin embargo, por ser más sistemático, es menos probable que conduzca a error. Este método es más práctico cuando se trate de balancear ecuaciones iónicas, que el método del número de oxidación y se evita estar determinando los números de oxidación de cada elemento para saber cuál elemento se oxida y cuál se reduce.

Si la reacción ocurre en medio acido: cada átomo de oxígeno en exceso se balancea añadiendo una molécula de agua al otro lado de la reacción. Los hidrógenos se balancean añadiendo protones H+ del lado opuesto a las moléculas de agua.

Si la reacción ocurre en medio básico: los oxígenos se igualan añadiendo una molécula de agua por cada oxígeno en exceso en el mismo lado de la igualdad y OH- del lado opuesto. Cada átomo de hidrogeno en exceso se iguala añadiendo tantos OH- como hidrógenos en exceso del mismo lado de la igualdad y una molécula de agua del otro lado de la reacción.

El reactivo limitante es el reactivo que en una reacción química determinada, da a conocer o limita, la cantidad de producto formado, y provoca una concentración específica o limitante a la anterior.  El reactivo que se consume en primer lugar es llamado reactivo limitante, ya que la cantidad de éste determina la cantidad total del producto formado. Cuando este reactivo se consume, la reacción se detiene. El o los reactivos que se consumen parcialmente son los reactivos en exceso.
Reactivo limitante. Es aquella sustancia que ingresa al reactor químico en menor proporción y al agotarse

 Rendimiento teórico

-Cantidad de producto que debiera formarse si todo el reactivo limitante se consumiera en la reacción

Rendimiento real

-Cantidad de producto efectivamente formado en una reacción

Al analizar estos rendimientos, conduce a una desigualdad, puesto que en la práctica, el rendimiento real es igual o menor al rendimiento teórico

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Disoluciones 

Saturada: Este tipo de disolución se consigue cuando se mezcla una gran cantidad de soluto en un disolvente. Además, tiene una temperatura establecida que no se puede alterar.

No saturada: Este tipo de disolución es todo lo opuesto al anterior, pues en este caso, la cantidad de soluto es tremendamente inferior a la que se puede disolver.

Sobresaturada: Este tipo de disolución suele catalogarse como inestable, pues las partes que la componen tienden a dividirse en una especie de cristales. Se consigue cuando la cantidad de soluto supera excesivamente la que puede ser disuelta en la mezcla.

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• Dilución de Disoluciones

En todos los casos hay que diluir la disolución original; es decir, obtener una disolución de menor concentración que la inicial. El procedimiento es muy simple: solamente hay que tomar disolución inicial y añadirle agua. El volumen de disolución a tomar y la cantidad de agua a añadir dependen del volumen de disolución diluida que se quiera preparar, así como de su concentración.

• El análisis gravimétrico o gravimetría

En química analítica consiste en determinar la cantidad proporcionada de un elemento, radical o compuesto presente en una muestra, eliminando todas las sustancias que interfieren y convirtiendo el constituyente o componente deseado en un compuesto de composición definida que sea susceptible de pesarse.

Determina la cantidad de sustancia midiendo el peso de la misma con una balanza analítica y sin llevar a cabo el análisis por volatilización. El análisis gravimétrico es uno de los métodos más exacto y preciso.

• La precipitación es la creación de un sólido a partir de una solución. Cuando la reacción ocurre en una solución líquida, el sólido formado se llama 'precipitado'. El químico que hace que se forme el sólido se llama 'precipitante'. Sin suficiente fuerza gravitatoria (sedimentación) para unir las partículas sólidas, el precipitado permanece en suspensión.

• Digestión del precipitado La digestión es un proceso de purificación y mejora del tamaño de partícula que consiste en dejar por algún tiempo el sólido recientemente precipitado en contacto con la disolución a partir de la cual se obtuvo ("aguas madres"). En general se realiza a temperatura elevada y da lugar a la formación de cristales más grandes y regulares que son más fácilmente filtrables y también más puros. Este proceso, denominado envejecimiento, incluye cambios estructurales de diversos tipos en el precipitado: crecimiento de los cristales grandes a costa de los pequeños, reordenación de los iones en la red cristalina desapareciendo las imperfecciones, y en ocasiones, cambios químicos. Con frecuencia, la solubilidad del precipitado disminuye.

• Lavado del precipitado. Aunque la única especie que pueda reaccionar con el reactivo precipitante sea el analito, durante la precipitación todos los precipitados arrastran algunos compuestos solubles presentes en la disolución. A este fenómeno se le denomina coprecipitación. Las impurezas pueden quedar adsorbidas (retenidas sobre la superficie del precipitado), o absorbidas (retenidas dentro de las partículas). El lavado es siempre necesario, puesto que siempre queda una capa de líquido adherido al precipitado, que contiene otras especies químicas. Algunos precipitados se lavan con agua pura, pero es conveniente que en el agua de lavado haya siempre un electrolito para que el precipitado no peptice, es decir, produzca partículas de tamaño coloidal (de un tamaño que atravesaría los filtros).

• Decantación: La mezcla se vierte en el embudo de decantación, asegurándose de que la llave de la parte inferior esté cerrada (en posición horizontal), para que la mezcla no salga mientras se vierte. Se deja reposar hasta que ambos líquidos se separen bien. Coloque un vaso de precipitados debajo del embudo y abra la llave. El líquido más denso (es decir, el que está en el fondo de la mezcla) comenzará a salir. Cierre el grifo en cuanto haya pasado todo este primer líquido. El líquido menos denso permanecerá en el embudo. Para recuperarla, es aconsejable retirarla de la parte superior del embudo; de esta forma evitaremos contaminarla con los restos de la otra sustancia que pueda haber quedado en el embudo.
• [pic 6]Decantación de un sólido. Si el sólido es bastante denso y grueso, puede depositarse en el fondo del contenedor. Así, cuando el contenedor está inclinado, el líquido o sobrenadante puede ser separado, derramándose en otro contenedor sin que el sólido o sedimento caiga. 
• Filtración: la separación de los sólidos se logra forzando al fluido a pasar, mediante la aplicación de una fuerza (presión, vacío, etc.) a través de una superficie porosa denominada medio filtrante que atrapa o retiene las partículas sólidas en su superficie. Cuando los sólidos se acumulan en una capa sobre la superficie del medio filtrante formando lo que se le conoce como torta de filtración.
• La filtración por gravedad se realiza utilizando un embudo de tipo cónico en el cual se introduce un papel de filtro preparado con pliegues, de modo que al pasar el líquido de la disolución a través de el, quedará retenido en el papel la parte sólida, pasando limpia la parte líquida.

Este tipo de filtración es de gran utilidad para casos como:

– Para la filtración de impurezas de tipo insoluble, cuando realizamos un proceso de cristalización.

– Para la filtración de un agente desecante en pleno proceso de secado.

– Para todas las filtraciones en las que se desecha el sólido, pues lo que interesa es la disolución.

Tipos de papel filtro.

• Papel filtro cualitativo

Este tipo de papel filtro tiene un nivel muy bajo de cenizas, por debajo del 1% y casi un 100% de celulosa de grado alfa. Se utiliza en los procesos de análisis de mezclas para identificar las partículas presentes mediante un estudio cualitativo.

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