Purificación De Sulfato De Cobre Industrial

1.2.1 OBJETIVOS

- Aprender técnicas básicas de laboratorio como medir masas, volúmenes y temperatura, separar un sólido por filtración, purificar un sólido por cristalización y realizar ensayos de identificación.

- Adquirir conceptos básicos sobre compuestos cristalinos, reacciones rédox, solubilidad e influencia del pH, la temperatura y la formación de complejos sobre la misma.

- Purificar sulfato de cobre y calcular el rendimiento del proceso.

- Reconocer las impurezas presentes en esta sal.

1.2.2 INTRODUCCIÓN

El sulfato de cobre cristaliza como una sal pentahidratada de color azul: CuSO4.5H2O. El producto comercial tiene como impurezas principalmente sales solubles de Fe(II) y sustancias insolubles en agua (arena, polvo, etc.). En esta práctica se purificará el sulfato de cobre industrial eliminando la fracción insoluble por filtración, y luego los iones Fe(II) por conversión a Fe(III) y solubilización de los mismos.

Los iones Fe(II) tienen prácticamente el mismo tamaño que los iones Cu(II) (0,75 ˜ de radio iónico). Por este motivo en el proceso de formación de los cristales de CuSO4.5H2O, los iones Fe(II) pueden incorporarse a la red cristalina, reemplazando a los iones Cu(II) y mantenerse como impureza. Este inconveniente se resuelve disolviendo la muestra en agua caliente, oxidando las impurezas de Fe(II) a Fe(III) y luego cristalizando nuevamente el sulfato de cobre por enfriamiento lento de la solución. La ecuación que representa esta oxidación del hierro es:

Fe2+  Fe3++ e-

El electrón liberado durante el proceso de oxidación del Fe(II) debe ser captado por otra especie (capaz de aceptar el electrón) que pasará a su forma reducida, en este caso agua oxigenada en medio ácido:

H2O2 + 2H+ + 2e-  2 H2O

Este oxidante no tiene ningún efecto sobre los iones Cu (II) debido a que éstos no son capaces de oxidarse más.

1.2.3 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

1.2.3.1. Reconocimiento de impurezas

Los ensayos de reconocimiento de impurezas se realizan en forma preliminar para determinar las posibles impurezas presentes en una muestra y como ensayos posteriores a la purificación, sobre una muestra del producto obtenido, para comprobar si ésta ha sido adecuada. Por ello, antes de proceder a la purificación separar 2 ó 3 cristales de la muestra impura y reservarlos para los ensayos.

A. Reconocimiento de compuestos insolubles

1. Disolver 2 ó 3 cristales de muestra en 5 cm3 de agua destilada.

2. Agregar 2-3 gotas de HCl 6M (entibiar si es necesario).

3. Filtrar y recoger el filtrado en un tubo de ensayos limpio. (Si hay sustancias insolubles en agua quedan retenidas en el papel).

B. Reconocimiento de Fe(II) y Fe(III)

1. Agregar a la fase líquida del filtrado anterior unas 5 gotas de agua oxigenada 10% (para oxidar el hierro).

2. Calentar a ebullición unos segundos en baño de agua.

3. Dejar enfriar.

4. Adicionar a la solución gotas de NH3 6 M hasta redisolución del precipitado celeste formado al principio de dicha adición (se debe obtener una

...