7/18/2019 Informe Labo Inorganica Nº 7

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y TEXTIL

AREA ACADEMICA DE INGENIERIA QUIMICA

INFORME Nº 07

LABORATORIO DE INORGANICA 

QU-215A

REACCIONES COMPLETAS DEL COBRE

Realizado por: Mesa: C-2/C-

LO!E" CARDOSO MIC#AEL BRANDON 20121$$2I LO!E" CASAS LUIS ANGEL 20125$%  MAC#ACA ESTRADA ALBERTO 201212&B

Nota del informe

Profesores responsables de la pr!ti!a:

ING' (ILMAN V' BENITES MITMA ING' BERT#A CARDENAS VARGAS

Periodo a!ad"mi!o: 201$-II

#e!$a de realiza!i%n de la pr!ti!a: 12-11-201$

#e!$a de presenta!i%n del informe: 1&-11-201$

Lima & Per'

LABORATORIO N°7: “REACCIONES COMPLETAS DEL COBRE”

I.OBJETIVOS:

• Recuperar la máxima cantidad de cobre posible mediante una serie de reaccionesquímicas.

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• Analizar las condiciones experimentales que favorecen la reacción química (leyes deBerthollet.

II.FUNDAMENTO TEORICO:

!n la mayoría de sus compuestos" el cobre presenta estados de oxidación ba#os" siendo elmás com$n el %&" aunque tambi'n hay alunos con estado de oxidación %).

!xpuesto al aire" el color ro#o salmón" inicial se torna ro#o violeta por la formación de óxidocuproso (*u&+ para ennerecerse posteriormente por la formación de óxido c$prico (*u+.,a coloración azul del *u%& se debe a la formación del ion -*u (+&/0%&.

!xpuesto laro tiempo al aire h$medo" forma una capa adherente e impermeable decarbonato básico (carbonato c$prico de color verde y venenoso. 1ambi'n pueden formarsepátinas  de cardenillo" una mezcla venenosa de acetatos de cobre de color verdoso oazulado que se forma cuando los óxidos de cobre reaccionan con ácido ac'tico" que es elresponsable del sabor del vinare  y se produce en procesos de fermentación ac'tica. Alemplear utensilios de cobre para la cocción de alimentos" deben tomarse precauciones paraevitar intoxicaciones por cardenillo que" a pesar de su mal sabor" puede ser enmascaradocon salsas y condimentos y ser inerido.

,os halóenos atacan con facilidad al cobre" especialmente en presencia de humedad. !nseco" el cloro  y el bromo  no producen efecto y el 2$or  sólo le ataca a temperaturassuperiores a 344 5*. !l cloruro cuproso y el cloruro c$prico" combinados con el oxíeno y enpresencia de humedad producen ácido clorhídrico" ocasionando unas manchas de atacamitao paratacamita" de color verde pálido a azul verdoso" suaves y polvorientas que no se 6#ansobre la super6cie y producen más cloruros de cobre" iniciando de nuevo el ciclo de laerosión.

,os ácidos oxácidos atacan al cobre" por lo cual se utilizan estos ácidos como decapantes(ácido sulf$rico y abrillantadores (ácido nítrico. !l ácido sulf$rico reacciona con el cobreformando un sulfuro" *u7 (covelina o *u&7 (calcocita de color nero y aua. 1ambi'npueden formarse sales de sulfato c$prico  (antlerita con colores de verde a azul verdoso.!stas sales son muy comunes en los ánodos de los acumuladores de plomo que se empleanen los automóviles.

!l ácido cítrico disuelve el óxido de cobre" por lo que se aplica para limpiar super6cies decobre" lustrando el metal y formando citrato de cobre. 7i despu's de limpiar el cobre conácido cítrico" se vuelve a utilizar el mismo pa8o para limpiar super6cies de plomo" el plomose ba8ará de una capa externa de citrato de cobre y citrato de plomo con un color ro#izo ynero'

III.PICTOGRAMAS

 

2

 a H Cu

3

HCl

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H

2

S

4

 a

2

C

3

IV.PARTE EXPERIMENTAL:EXPERIMENTO N°1: REALIZA LAS SECUENCIAS DE LAS REACCIONES DE COBREPARTE a)+B7!R9A*:+;!7<

•

7e observa que la reacción del cobre con el acido nítrico es muy lenta por lo que laaceleramos someti'ndola a calor.• ,a solución se torna de un color turquesa claro debido al cobre.• 7e libera un as incoloro que lueo se torna color pardo ro#izo.• 7e requirió de la campana extractora ya que el as pardo puede causarnos as6xia.

!*=A*:+;!7 >=:?:*A7< 

*u(7 % @;+ (ac  →  *u (;+&(ac % ;+& ( % &&+ (l REDOX

R!A**:+; 7!*=;AR:A< (;+& proviene de la siuiente reacción

&;+ ( % +& (  →  &;+& ( 

PARTE b)+B7!R9A*:+;!7

• 7e busca neutralizar la solución areando ;a+ hasta que se forme un precipitado*u (+& (:;!71AB,!.

;+ (ac % ;a+ (ac  →  ;a;+ (ac % &+ (l NEUTRALIZACION

PARTE c)+B7!R9A*:+;!7

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• Realizamos la carbonatación completa del de la solución hasta no observar liberaciónde as" 6ltrar el precipitado.

• ,a solución se torna celeste opaco y ya no brillante.

*u (;+& (ac % ;a&*+ (sat  →  *u*+(s % & ;a;+ (ac PRECIPITACION

PARTE d)+bservaciones

• 7e lavo el precipitado en el papel 6ltro con *l formándose un líquido verde brillante.• !l *l debe estar en exceso.

*u*+(s % *l (ac  →  *u*l& (ac % &+ (l % *+& (

PARTE e)

+B7!R9A*:+;!7• 7e observa la un cambio de color de la solución de verde brillante a un color entre

azul y turquesa.• Al calentar se torna de un color oscuro (casi nero.• ,ueo decantar el precipitado

*u*l& (ac % ;a+ (ac  →  *u (+ & (ac

*u (+ &(ac ∆→  *u+(s % &+ (l

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PARTE f)+B7!R9A*:+;!7

•

Al arear ota a ota el &7+@ se observa que el precipitado se va disolviendo yforma una solución turquesa claro.

PARTE g)+B7!R9A*:+;!7<

• Al arear las ranallas de zinc se observa lueo de un tiempo la liberación de as yla formación de cobre solido.

*u7+@ (ac %Cn(s  →  *u(s % Cn7+ @(acREDOX

*A,*=,+7 D R!7=,1A+7

• V)*+,. .* 2 34.** C+: 0.0618

 g  •

V)*+,. +) #NO$ 6M: 20 gotas• V)*+,. NO# 6M: 15 gotas

• V)*+,. N2CO$: 25 gotas

• V)*+,. #C* 6M: 73 gotas

•  V)*+,. NO# )*: 71 gotas

• 

V)*+,. #2SO 6M: 27 gotas•  M 88* 9*4): 0.951 g 

• M 9.* )* ). 88* 9*4): 0.957 g 

•  M C+ 84. * 84)9)4: 0.06 g 

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• E de rendimientoFmasaobtenida

masainicial  x100

•

• E de rendimientoF0.060

0.0618 x100 F 97.07 !

•

 

V.CONCLUSIONES• 7e debe tener en consideración que debe haber un exceso del compuesto con el que

se hará reaccionar el cobre y sus compuestos que participan en este ciclo paraobtener un máximo rendimiento del proceso.

• ;os dimos cuenta en la $ltima reacción que el potencial de reducción del cobre esmayor que la del zinc por lo que pudimos obtener el cobre.

• Al realizar los cálculos de rendimiento nos dimos cuenta que este proceso es muyefectivo para la puri6cación de metales por el ba#o porcenta#e de error (este se debea que el cobre que usamos al inicio contenía cierto rado de impurezas.

  CUESTIONARIO1. E"#$%&' $' $%"%(%'&%)* +, -* %*,/'$ +, &/,2 3,4-%+ +, $' &/%35'$%6'&%)*2 '35'

5,*,/ ,$ #/+-&5 8*'$ +, 3-$'5 +, &/, #,*5'%+/'5'+.•

  ,ixiviación del cemento de cobre<'. !l cemento de cobre de alta calidad tiene la venta#a de oxidarse rápidamente" mediante

la formación de una película de óxido de cobre en la super6cie" lo que favorece sudisolución.

. ,a presencia de iones Ge&% y aire producen iones Ge% que ayudan a disolver el cobremetálico.

&. ,a cin'tica de lixiviación de *u es incrementada sustancialmente con el incremento dela temperatura.

  M'5,/%' P/%'

  C,,*5 +, &/, ,*3''

 

L,,3 ,* !

  C- F, C$

  7.; 1.0 0.0<

• Hruebas experimentales<

• ,ixiviación del cemento de cobre a I3 5*• ecantación de la solución• *ristalización• 7ecado de la sal

*ondiciones comunes de lixiviación del cemento de cobre• *emento )4 r• ,ey JI.&E *u• ilución )4K)• Lcido sulf$rico cc J.&ccM ).)r•  1emperatura I35*•

 1iempo variable )N/ h  RESULTADOS

• ,ixiviación de cemento de cobre

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•

Hr•

 1ie• Residuo (   •

!x

•

;5•

o•

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E•

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•

,os resultados del sulfato de cobre de la prueba ;5/

• Hroducto

• Heso o volumen

• ,ey E *u

• Lc. ,ibre rKl

• istribución E *u

• 7ulf 

ato d

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e cobre

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  C-SO<.=>;O: 99.?7!  >%,//: 0.0<!  C$/: 5/'6'3

;. @C-*5'3 5*,$'+'3 +, &*&,*5/'+ +, &/, '$ =! 3, #-,+,* 5,*,/ #/ ,$5+ +, 5'&%)* ' #'/5%/ +, -*' ,*' &-' $, +, 1.=! +, &/, #/5*,$'+' +, %*,/'$ ' #/&,3'/•

• 7e tiene una tonelada de mena al ).3E• !ntonces por el m'todo de 2otación se puri6cara hasta volverla /3E en ley

•

65

100=(  1.5

100Tn)

1Tn− x

•  x=0.977Tn

• ?asa del mineral< mF)1nN x

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  0.0;?T*

•

 

VI.BIBLIOGRAFIA

  R'*+ C'*42 -H%&'2 +&%' ,+%&%)*2 ,+%5/%'$ M& G/' >%$$2 M"%&2 ;0102 #'4%*'3 29=

 

P4%*'3 ,:

  55#:KK3%3%.-*3.,+-.#,K%(%/5-'$+'5'K#-$%&'&%*,3K4,$4%'K($*1=K'0;.PDF

  .,*3'3KR,'&&%*,3D,$C/,K11<.5$

•

•

• REACCIONES UMICAS DEL COBRE DEL POR CIENTO DE PRODUCCIN

• Objetivo

• Hara anar familiaridad con procedimientos de laboratorio básicos" una ciertaquímica de un elemento de transición típico" y el concepto del por ciento rinden.

•  Aparato y productos químicos 

• 4.3 pedazos de dealambre de cobre del

;o. )/ o del ;o. )I

• cápsula deevaporación

• cubilete de &34 ml (&   • pesa#e del papel

• ;+ concentrado (@ N /ml

• /.4 ? &7+@ ()3ml

• cilindro raduado   • cinc ranular

• .4 ;a+ de ? (4 ml   • metanol

• virutas de ebullición delcarborundo

  • acetona

• revolvimiento de labarra

  • toalla

• anillo del hierro ysoporte del anillo

  • balance

• asa del alambre

• cuadrados de )

pulada del papelde aluminioadentro cortados

• ornilla de Bunsen   • ácido clorhídricoconcentrado

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(otas

• Discusión

• ,a mayoría de la síntesis química implica la separación y la puri6cación del productodeseado de productos laterales indeseados. Alunos m'todos de separación" talescomo 6ltración" sedimentación" decantación" extracción" y sublimación fuerondiscutidos anterior. !ste experimento se dise8a como evaluación cuantitativa de sus

habilidades individuales del laboratorio en la realización de alunas de estasoperaciones. Al mismo tiempo usted hará más conocido con dos tiposfundamentales de reacciones químicas NN reacciones redox y reacciones delmetathesis (dobleNdislocación. Hor medio de estas reacciones" usted 6nalmenterecuperará la muestra de cobre con efcacia máxima. ,as reacciones químicasimplicadas son las siuientes.

• C- >NO? < Q' C- QNO? ; Q' ; NO; Q4 ; >;O Q$ redox -)0

• C- QNO? N'O> ; Q' ; Q' C- QO> ?etathesis ; Q3 ; N'NO?

Q' -&0

• C- QO> ; Q3 C-O >;O Q4 deshidratación -0

• C-O >;SO< Q' C-SO< Q' >;O Q$ ?etathesis -@0

• C-SO< Q' Z* Z*SO< Q'  redox de los C- -30

•   *ada uno de estas reacciones procede a la terminación. ,as reacciones del?etathesis proceden a la terminación siempre que uno de los componentes se quite

de la solución" por e#emplo en la formación de un as o de un precipitado insoluble(fuerzas impulsoras. Qste es el caso para la reacción -)0" -&0" y -0" donde en lasreacciones -)0 y -0 un as y en la reacción -&0 se forma un precipitado insoluble. ,areacción -30 procede a la terminación porque el cinc tiene un potencial más ba#o de laenería o de la oxidación de ionización que revista con cobre.

•

•

•

>=?:*A N laboratorio de ;*7<Reacciones del cobre y de la

  páina ) de la producción del por ciento de I

•   !l ob#etivo en este experimento es recuperar todo el cobre que usted comienzacon en la forma analítico pura. Qsta es la prueba de sus habilidades dellaboratorio.

•   ,a producción del por ciento del cobre se puede expresar como el cociente delpeso recuperado al peso inicial" multiplicado por )44<

• E de la producción F peso recuperado de *u x )44

•

•   peso inicial de *o

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• Procedimiento

• !l peso aproximadamente 4.344 del alambre de cobre del ;o. )/ o del ;o. )I () a los

4.444) más cercano y lo pone en un cubilete de &34 ml. Arear @N3 ml de ;+

concentrado al cubilete" !; ,A *AH:,,A. espu's de que la reacción sea completa" arear

)44 &+ destilados ml. escribir la reacción (/ en cuanto a cambio del color" la evolución

del as" y el cambio en la temperatura (exot'rmica o endot'rmica en la ho#a del informe.

• Arear 4 ml de ;a+ de .4 M a la solución en su cubilete y describir la reacción (J.

Arear dos o tres virutas de ebullición y calentar cuidadosamente la solución NN mientras

que revuelve con una barra de revolvimiento de cristal NN apenas al punto de ebullición.

escribir la reacción en su ho#a del informe (I. Quitar las virutas de ebullición.

• Hermitir que el nero *u+ coloqueM entonces decantar el líquido supernantant. Arear

cerca de &44 ml de aua destilada muy caliente y permitir que el *u+ coloque. ecantar

una vez más. S>u' usted está quitando lavando y decantando (OT

• Arear )3 ml de /.4 M  &7+@. S>u' compuesto de cobre está presente ahora en el

cubilete ()4T

• 7u profesor le dirá si usted debe utilizar el Cn o el Al para la reducción del *u (ii en elpaso siuiente.

•

• A. *inc• !n la capilla" arear &.4 de metal del cinc de 4 acoplamientos de una vez y

revolver hasta que el líquido 2otante sea descolorido. escribir la reacción en suho#a del informe ()). S*uál está presente en la solución ()&T *uando la evoluciónde as ha lleado a ser muy  lenta" calentar la solución suavemente (pero no hace laebullición y permitir que se refresque. S>u' as se forma en esta reacción ()TS*ómo usted sabe ()@T

•

• B. A$-%*%• !n la capilla" arear varios cuadrados de ) pulada del papel de aluminio y alunas

otas del ácido clorhídrico concentrado. *ontinuar areando pedazos de aluminio

hasta que el líquido 2otante sea descolorido. escribir la reacción en su ho#a delinforme ()). S*uál está presente en la solución ()&T S>u' as se forma en estareacción ()T S*ómo usted sabe ()@T

•

•   *uando la evolución de as ha cesado" decantar la solución y transferir elprecipitado a una cápsula de evaporación de la porcelana prepesada (. ,avar elcobre precipitado con cerca de 3 ml de aua destilada" permitir colocar" decantar lasolución" y repetir el proceso. S>u' usted está quitando lavándose ()3T ,avar elprecipitado con cerca de 3 ml de metanol (U=ARAR !, ?!1A;+, ,!V+7 del P de las,,A?A7 que !7 :;G,A?AB,!W Hermitir que el precipitado coloque" y decantar el

metanol. (!, ?!1A;+, !7 1A?B:Q; !X1R!?AA?!;1! 1YX:*+< !9:1AR R!7H:RAR,+7 9AH+R!7 1A;1+ *=A;1+ 7!A H+7:B,!. Ginalmente" lavar el precipitado concerca de 3 ml de acetona (U=ARAR ,A A*!1+;A ,!V+7 ! ,A7 ,,A?A7 N !7!X1R!?AA?!;1! :;G,A?AB,!W" permitir que el precipitado coloque" y decantar la

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acetona del precipitado. Hreparar un ba8o de vapor se$n lo ilustrado y secar elproducto en su ba8o de vapor por lo menos 3 minutos.

•

• ,impiar la parte inferior de la cápsula de evaporación con una toalla" quitar lasvirutas de ebullición y pesar la cápsula de evaporación más el cobre (&. *alcular el6nal a Z peso del cobre (@. *omparar el peso con su peso inicial y calcular laproducción del por ciento (3. S>u' color es su muestra de cobre ()/T S!s uniformeen el aspecto ()JT 7uerir las fuentes de error posibles en este experimento ()I.

•

•

•