Preparación de Alumbre Común a Partir de Desechos de Aluminio

...

[pic 11]

[pic 12]

= [pic 13]

Valor experimental = 0.9299 g

% %R = 9.87 %[pic 14]

Reacciones involucradas:

2Al (s) + 2 KOH (ac) + 6H2O (l) 2KAl(OH)4 (ac) + 3H2 (g)[pic 15]

Después de disolver el aluminio es necesario neutralizar el exceso de KOH con H2SO4.

2KOH (ac) + H2SO4 (ac) K2SO4 (ac) + 2H2O (l)[pic 16]

Además H2SO4 también convierte al ion AL(OH)4-, en AL(OH)3 que es insoluble en agua por lo que precipita.

2KAl(OH)4 (ac) + H2SO4 (ac) 2Al(OH)3 (s) + K2SO4 (ac) + 2H2O (l)[pic 17]

Al añadir más H2SO4 el Al(OH)3 se forma Al2(SO4)3 que es un compuesto iónico soluble en agua.

2Al(OH)3 (s) + 3H2SO4 (ac) Al2(SO4)3 (ac) + 6H2O[pic 18]

Cuando la solución acidificada se enfría el KAl(SO4)2.12H2O, o alumbre, cristaliza:

Al2(SO4)3 (ac) + K2SO4 (ac) + 24H2O (l) 2KAl(SO4)2.12H2O (s)[pic 19]

La reacción global es:

2Al (s) + 2KOH (ac) + 4H2SO4 (ac) + 22H2O (l) 2KAl(SO4)2.12H2O (s) + H2[pic 20]

Al analizar los resultados que se obtuvieron en la obtención de alumbre, se observó que este tuvo un rendimiento de reacción del 9.87 %, esto sucede, ya que las sales obtenidas a partir de las soluciones de KOH y H2SO4 en base a el aluminio, estos son alumbres que se forman por cristalización de la mezcla de las disoluciones de los sulfatos constituyentes, por ser menos solubles que estos. Además a estos compuestos se les ha reconocido desde antiguo propiedades astringentes.

5.Conclusiones:

Al obtener el alumbre KAl(SO4)2.12H2O a partir de un material de desecho industrial que contenga aluminio, se pudieron conocer todas las ecuaciones involucradas en la práctica y se pudo entender la importancia que tiene el aluminio en forma industrial.

Al sintetizar alumbre a partir de desechos de aluminio, se verifico que la reacción fue favorable entre el KOH y el H2SO4. Además logramos entender como los desechos de aluminio tienen otras aplicaciones en la industria, también al realizar calentamiento y enfriamientos de la solución se demostró como estos ayudan en la recristalización.

6. Cuestionario

1) ¿Cuántos mililitros de KOH 2 M se requerirían para disolver 1,5 g de Al puro?

La reacción es

3KOH + Al Al+3(OH)3 -1 + ´3K+

Utilizando factor estequiométrico:

[pic 21]

g KOH = 1,5 g Al x [pic 22]

Ahora, de la fórmula de molaridad:

[pic 23]

[pic 24]

Convirtiendo en mL:

[pic 25]

2) ¿Cuál es la solubilidad en agua de KOH, KAl(SO4)2·12H2O y K2SO4? (Consultar en un libro de referencia)

Solubilidad del KOH en agua: 110g/100g de H2O a 25°C Solubilidad de KAl(SO4)2·12H2O en agua: 140g/1000 g de H2O a 20°C Solubilidad del K2SO4 en agua: 111g/L a 20°C

3) ¿Cuántas moles de estos compuestos se disuelven en un litro de agua?

Para KOH: [pic 26]

En 100 mL de agua se disuelven 0,01960 moles de KOH. Para 1 L de agua seria:

[pic 27]

Para KAl(SO4)2 .12H2O

[pic 28]

Para K2SO4 : [pic 29]

4) Si se usara un exceso de KOH en este experimento, podría esto causar problemas? Explicar.

El KOH es utilizado en primera instancia para obtener el catión monovalente K+ y en su exceso se busca neutralizar con la adición de H2SO4. Un gran exceso de KOH afectaría porque aumentaría el volumen de H2SO4 a adicionar y esto podría ocasionar impurezas e interferencias, pero en el proceso de la cristalización no afecta directamente.

5) ¿Cuántos gramos de KAl(SO4)2·12H2O se producirán de 1,0 g de Al?

[pic 30]

W Alumbre = N * Pm = (0.03706)*(474.2)=17.5738 g de alumbre

6) Si se recuperan 1,07 g de Alumbre en el experimento propuesto ¿cuál sería el rendimiento?

= [pic 31][pic 32]

7) cómo preparar NH4Al(SO4)2.12H20?

R/ colocar 1 g de virutas de aluminio en un vaso de 250 ml. Cubrir el metal con agua, calentar y añadir poco a poco 25 ml de una disolución de NaOH al 10 %. Cuando la efervescencia que se produce al comienzo cesa, hervir las mezcla durante 15 a 20 minutos para completar la disolución del aluminio. Diluir con agua destilada hasta aproximadamente el doble del volumen inicial. Si se ha formado un residuo negro, filtrarlo. Diluir la disolución obtenida hasta 200 ml, calentarla de nuevo y neutralizar con ácido sulfúrico 4 N. mientras se añade el ácido mantener la disolución en caliente y en agitación. De esta forma, precipitara el óxido de aluminio hidratado. Filtrarlo en un embudo cónico sin succión. Lavar el precipitado con agua caliente para eliminar el sulfato sódico. Añadir al filtro 40 ml de la disolución de ácido sulfúrico 4 N. Remover con una varilla, perforar el fondo del filtro y dejar que la disolución y el ácido caigan en un vaso. Arrastrar el precipitado adherido con la misma disolución caliente hasta que no quede más sólido en el filtro. Disolver todo el óxido de aluminio por calentamiento y una vez disuelto, añadirle 20 ml de una disolución de amoniaco 2 M. Re disolver cualquier pequeña cantidad de óxido de aluminio que quede con unos ml de la disolución de ácido sulfúrico 4 N. concentrar la disolución