LABORATORIO DE QUÍMICA II ¨EL CICLO DEL SULFATO DE COBRE PENTAHIDRATADO”

UNIVERSIDAD REGIONAL AMAZÓNICA IKIAM

LABORATORIO DE QUÍMICA II

¨EL CICLO DEL SULFATO DE COBRE PENTAHIDRATADO”

AUTORES:

ALVARADO JOAO

SAAVEDRA CARLOS

VICENTE KATIA

ZAMORA JOEL

29 de abril del 2016

SUPERVISORES:

Dra. YANET VILLASANA

Ing. ROCÍO JIMÉNEZ

Resumen

En la presente práctica se trabajó con el sulfato de cobre pentahidratado, el cual posee una estructura tridimensional triclínica en la que el cobre se ubica en los vértices, en los centros de las caras y en las aristas alternas, mientras el azufre se ubica en los espacios pseudotetraédricos alternos. Con ayuda de una balanza analítica y estequiometría se analizaron los porcentajes teóricos y experimental de agua presentes en el sulfato de cobre pentahidratado. Estos valores varíaron en 0,172% a favor del porcentaje experimental. Al hacer el analisis de estos porcentajes, se concluyó que variaban debido a las impurezas presentes en la disolución, por la razón de que se pudieron notar restos de material negro en el fondo del vaso de precipitación. Utilizando la purificación del sulfato de cobre pentahidratado, la cual consistía en deshidratarla y volverla a hidratar y someterla al fuego sin que ebulla, se crearon cristales de sulfato de cobre pentahidratado. La impureza que se encontraba dentro de la disolución afectó el tiempo de nucleación, haciendo que esta disminuya, y formandose los cristales alrededor de 11 minutos después de haber acabado el proceso de purificación. Al final de la práctica se obtuvieron cristales con una nucleación heterogénea.

INTRODUCCIÓN

Los cristales hoy en día han tomado gran importancia en el área de la industria para generar mejores y nuevos materiales: como es en el caso de la industria farmacéutica ciertas propiedades son determinadas según la forma de la estructura cristalina del principio activo del medicamento. Otro ejemplo es en la industria metalúrgica, en la cual, las características y propiedades de un metal estarán determinadas por el tamaño de los cristales que se forman durante enfriamiento del metal, mientras sean más pequeños los cristales más compacta será la estructura del metal. La cristalización es usada para obtener nuevos materiales con características y propiedades específicas. Para la formación de cristales se debe realizar un proceso llamado “Cristalización fraccionada” (Cortiña, 2013).

La Cristalización fraccionada es un método químico para purificar compuestos que contienen proporciones impuras mediante la separación del sólido en forma cristalizada mientras que las impurezas permanecen en la disolución. La cristalización se da en dos etapas: la primera es la formación del cristal que se denomina nucleación y la segunda etapa es la de crecimiento del cristal. Esta purificación se realiza mediante una disolución homogénea del sólido a aislar y las impurezas del compuesto. La disolución concentrada es sometida a una temperatura elevada para luego dejarla enfriar. Al reducir la temperatura la disolución concentrada pasa de ser una disolución saturada a una sobresaturada por el exceso del compuesto sólido, causando la cristalización del sólido. Las impurezas no se cristalizan debido a que son expuestas a una temperatura demasiado elevada. Uno de los factores que influyen en la cristalización fraccionada es la solubilidad, debido que a mayor temperatura la solubilidad en sustancias iónicas aumenta, a excepción de cuando se encuentran compuestos que contienen los aniones SO3-2, SO4-2, AsO4-3, y PO4-3 lo que provoca una disminución de la solubilidad, como lo es en el caso del sulfato de cobre, CuSO4 (Petrucci R. G., 2011).

Los compuestos que contienen sales y moléculas de agua en combinaciones proporcionales se denominan hidratos. Cuando las sales hidratadas (hidratos) son expuestos al calor, estas se vuelven sales anhidras por la pérdida de sus moléculas de agua, este proceso se denomina deshidratación (Brown T. L., 2009). Los objetivos de la práctica son: realizar una deshidratación al sulfato de cobre pentahidratado y posterior hidratación del sulfato de cobre anhidrido para la obtención de cristales. Además, calcular el porcentaje teórico y real de la cantidad de agua en el CuSO4∙5H2O.

Deshidratación

CuSO4∙5H2O (s) + Calor → CuSO4 (s) + 5 H2O (g)

Hidratación

CuSO4 (s) + 5 H2O (l) → CuSO4∙5H2O (s)

METODOLOGÍA

Inicialmente se determinó el porcentaje de agua contenida en los cristales de CuSO4∙5H2O. Se necesitó de un vaso de precipitados de 50ml y una balanza analítica,con la cual se pesó primero el vaso de precipitados vacío para conocer su masa. En este mismo vaso de precipitación se añadió 2,031 g de CuSO4∙5H2O. Previamente se tenía preparado un equipo para la deshidratación, que consiste de una tela de alambre con asbesto sobre un anillo metálico, el cual estaba sujeto a un soporte con varilla metálica; un mechero de Bunsen. Se colocó el vaso de precipitado con el CuSO4∙5H2O sobre la tela de alambre con asbesto y se cubrió con un papel la parte superior del vaso, para ser calentado. Inmediatamente se esperó alrededor de 11 min hasta que se deshidrate por completo el CuSO4∙5H2O y obtener el CuSO4 anhidro, sé vuelve evidente que la deshidratación ha terminado por el cambio de color; de azul a gris. Una vez enfriado el vaso de precipitación, de nuevo de peso para conocer la masa actual del compuesto deshidratado.

Mediante cálculo de la composición centesimal en masa, se obtuvo el porcentaje de agua presente en CuSO4∙5H2O.

La segunda parte fue la obtención de cristales, para lo cual realizó una disolución sobresaturada de CuSO4 anhídrido disuelto el agua destilada.

Se utilizó una pipeta, con la cual se añadió 3.5 ml de agua destilada en el vaso de precipitados con el CuSO4 anhidro. Para una mejor disolución del sólido se agitó con una varilla de vidrio. La disolución se la calentó, evitando que se evapore. Seguido de haber calentado la disolución, se colocó el vaso

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