Obtención de cobre metálico a partir de sulfato cúprico.

[pic 1]

Obtención de cobre metálico a partir de sulfato cúprico.

Laboratorio de Fisicoquímica de materiales, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla. Puebla, México; 16 de junio de 2016.

Fecha de realización de la práctica: 16 de junio de 2016

Fecha de entrega: 20 de junio de 2016

Luis Rodrigo Caballero Posada.

luis_jumex@hotmail.com

RESUMEN

Se denomina reacción de reducción-oxidación o reacción redox, a toda reacción química en la que uno o más electrones se transfieren entre los reactivos, provocando un cambio en sus estados de oxidación. Por lo tanto estamos hablando de dos procesos: la oxidación y reducción:

Oxidación: es una reacción química muy poderosa donde un elemento cede electrones, y por lo tanto aumenta su estado de oxidación.

Reducción: es el proceso electroquímico por el cual un átomo o ion gana electrones. Implica la disminución de su estado de oxidación.

En esta práctica llevaremos a cabo una reacción de óxido-reducción para llegar de Cu2+ a Cu0 y de Zn0 a Zn2-, nos servirá para probar la existencia de un metal en un  compuesto que a simple vista no pensaríamos que contuviera, en este caso, cobre.

Materiales y métodos

El método experimental consiste en generar soluciones equimolares de zinc y de sulfato cúprico, lo necesario para poder obtener 0.5g de Cobre metálico, para ello tomaremos en cuanta lo siguiente:

Cu2+ SO42- + Zn0 → Cu0 + Zn2+ SO42-

Para generar un mol de Cobre metálico, necesitaremos un mol de Sulfato cúprico y un mol de Zinc. Como solo queremos 0.5g de Cobre metálico efectuamos el siguiente cálculo:

[pic 2]

        0.0078moles de Cobre metálico equivalen a 0.5g, trabajaremos en cantidades pequeñas por lo tanto haremos soluciones de 40ml de ambas sustancias, con la misma concentración molar.

Para Sulfato de cobre 40ml con 0.0078mol necesitamos:

[pic 3]

        Pesamos 1.2448g de sulfato de cobre y los agregamos  40ml de agua destilada en un vaso de precipitado, agitamos hasta homogenizar.

[pic 4]

Usaremos el mismo planteamiento para la solución de Zinc, necesitamos 0.0078moles de Zinc pulverizado.

[pic 5]

Pesamos 0.5101g de Zinc pulverizado y los  agregamos al vaso de precipitado que contiene la solución de Sulfato de Cobre, nuevamente agitamos hasta homogenizar. La solución se tornará negra.

[pic 6]

Notaremos que la mezcla no entrará en disolución completamente, por lo tanto no empezará a reaccionar como quisiéramos, es entonces cuando agregaremos 1ml de ácido Sulfúrico. La función del ácido sulfúrico será de disolver el zinc permitir la reacción Redox.

Después de agregar el ácido, la reacción comenzará, para favorecerla, mezclaremos contantemente unos cuantos minutos, veremos que la mezcla se empezará a separar en 2 fases y a la vez, tomará una coloración rojiza. Dejaremos reposar por una hora.

[pic 7]

Resultados y discusión.

Después de la agitación vigorosa por unos minutos y dejar reposar la mezcla, empezó a ser más evidente la formación de un precipitado rojizo que se depositó en el fondo de nuestro vaso.

Una hora más tarde, ya que la reacción aparentemente concluyó, obtuvimos un precipitado entre rojo y naranja.

Lo filtramos y lo pusimos a secar en la mufla a 60°C.

Se obtuvieron 0.4955g de peso seco de  cobre metálico.

Mediante los siguientes cálculos se obtuvo el rendimiento de nuestra reacción, siendo que esperábamos obtener 0.5g de cobre:

[pic 8]

Esto fue posible gracias a las reacciones redox, que presentaron las siguientes semi reacciones:

Reducción:

Cu2+  + 2e- → Cu0

Oxidación:

Zn0 → Zn2+ + 2e-  

...