Purificacion de sulfato de cobre industrial.

...

Cu+2 (aq) + 2OH(aq) → Cu(OH)2(s)

Se forma un precipitado que se redisuelve con más amoniaco y se llega a una solución de color azul intenso, debida al complejo cobre-amoniaco.

Cu(OH)2(s) + 4NH3 → [¨Cu(NH3)4]+2 + 2OH- (aq)

Se filtra, se lava el filtro con amoniaco, se descarta el filtrado y se redisuelve el precipitado con HCl. En el filtro del ensayo de la purificación no deberían observarse impurezas.

Fe(OH)3(s) + 3HCl (aq) → 3H2O + 3Cl-(aq) + Fe+3(aq)

Finalmente se agrega tiocianato de potasio al filtrado resultante del paso anterior y aquí debemos detectar la presencia de Fe+3. Si la solución obtenida tiene un color rojo intenso, se evidencia la presencia de Fe+3.

Fe+3(aq) + SCN-(aq) ←→ Fe() tengo eso en mi cuaderno creo que es como complejo pero no dice de qué[pic 1]

Un ensayo en blanco que sólo contenga agua debe ser realizado para comprobar que esta no reacciona.

B.2. Observaciones

En nuestro caso, no dimos con el tiempo suficiente para terminar con los ensayos de purificación por lo que no podemos afirmar que la purificación haya sido buena.

C. Resultados y análisis de datos

A continuación, se detallan los resultados experimentales en una tabla:

Masa de muestra impura, m1 [g]

50.08 ± 0.01

Masa de sulfato de cobre pentahidratado cristalizado , m2 [g]

32.99 ± 0.02

Masa de solución (aguas madres) [g]

33.89 ± 0.02

Temperatura de las aguas madres [°C]

24 ± 1

Masa de sulfato de cobre disuelto (como CuSO4.5H2O), m3 [g]

8.71 ± 0.11

Rendimiento de cristalización, m2.100/m1

65.87 ± 0.07

Rendimiento total, ( m2+ m3).100/ m1

83.26 ± 0.09

Tabla 1, resultados de la purificación del sulfato de cobre industrial junto a sus incertezas (*).

Se puede observar que el rendimiento total es menor al 100%, que tiene sentido pues hemos filtrado impurezas y eso significa que hemos sacado masa. También esto se debe a las pérdidas que hubo en cada trasvasado y cada filtración. El rendimiento de cristalización es menor al total porque parte del CuSO4 quedó disuelto en las aguas madres.

Conclusiones

Dado que no hemos realizado los ensayos de rendimiento de la muestra purificada, no podemos afirmar que la purificación haya sido completamente exitosa pero podemos verificar la eficacia del método de purificación dado al alto rendimiento obtenido. También observamos que parte del sulfato queda disuelto en las aguas madres y esto se refleja en el rendimiento de la cristalización.

Apéndice matemático (*)

- La incerteza de la masa m1 está dada por el error del instrumento utilizado para pesarla (balanza) que es del ±0.01g.

- Las masas m2 y maguasmadres se calcularon por diferencia (es decir, la masa del recipiente con la masa de interés menos la masa del recipiente vacío). Por lo tanto, la incerteza asociado es la suma de los errores instrumentales en cada pesada.

- El termómetro con el cual se registró la temperatura de aguas madres tiene un error ±1°C.

- La masa m3 se obtuvo de manera indirecta mediante la estimación de la solubilidad del CuSO4 a la temperatura registrada de las aguas madres. Para esto se ajustaron los datos de la tabla 2 con un polinomio y se obtuvo su ecuación. Luego, con el dato de la solubilidad, se calculó cuanta masa del sulfato había disuelta en la cantidad de solución de aguas madres que habíamos medido.

[pic 2]

[pic 3]

[pic 4]

[pic 5]

Temperatura (°C)

Solubilidad del CuSO4.5H2O (g/100 g de solución)

0

18,2

10

21,41

20

24,46

30

28,11

40

30,83

50

34,25

60

38,48

80

46,25

100

54,12

Tabla 2, tabla de solubilidad del sulfato de cobre pentahidratado en función de la temperatura. Del apunte Química General e Inorgánica – 2do Cuatrimestre 2016- Unidad 1.

[pic 6]

Figura 1, diagrama de dispersión de temperatura y solubilidad del sulfato de cobre pentahidratado con el ajuste polinómico, su ecuación y el coeficiente de determinación.

- Se calcularon los rendimientos mencionados y sus incertezas mediante propagación de errores.

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[pic 10]