UNIVERSIDAD DE COSTA RICA
FACULTAD DE CIENCIAS
ESCUELA DE QUIMICA
Rúbrica de evaluación de reporte**
Rubro a calificar
Puntos posibles
Puntos obtenidos
Introducción
15
Validez de los conceptos
8
Apoyo en bibliografía
4
Redacción y ortografía
3
Sección experimental
5
Discusión
70
Presentación resultados
15
Validez de explicaciones
20
Veracidad de conceptos
15
Apoyo en la bibliografía
10
Redacción y ortografía
10
Bibliografía
10
Día de tardía (____ días)
-20/día
TOTAL
100
**Se recuerda al estudiante que a todo reporte que se encuentre en condición de plagio o que constituya una copia total o parcial del reporte de otro, se le asignará una nota de CERO.
LABORATORIO DE QUÍMICA
GENERAL 1
QU-0100
__ SEMESTRE AÑO ____
INFORME DE LABORATORIO
Nota Tra. Lab.:_____ Fecha del Lab:____________Nota Tra. Lab.:_____ Fecha del Lab:____________
Nota Tra. Lab.:_____ Fecha del Lab:____________
Nota Tra. Lab.:_____ Fecha del Lab:____________
ESTUDIANTE:
CARNÉ:
ASISTENTE:
GRUPO:
El cobre y sus sales
Introducción
El experimento correspondiente a la semana 9 fue "el cobre y sus sales", acá veremos diferentes reacciones del cobre (Cu).
Hablando sobre el cobre, se representa con las letras Cu y se encuentra en la naturaleza en forma de sales. Este metal es dúctil, maleable, con brillo dorado, es un buen conductor de la electricidad y del calor(Barbalace, 2017).
Su importancia se debe a su gran abundancia, sabemos que existen elementos mejor conductores que el cobre, sin embargo se utiliza el cobre ya que su abundancia es aún mayor. El cobre fue uno de los primeros metales usados por los humanos. La mayor parte del cobre del mundo se obtiene de los sulfuros minerales como la calcocita, covelita, calcopirita, bornita y enargita. (Lenntech).
SECCIÓN EXPERIMENTAL:
Seguiremos los pasos establecidos por la escuela de química de la Universidad de Costa Rica, en su página de Laboratorio de Química General 1, el experimento número 11. Dichos procedimientos fueron transcritos a la libreta de laboratorio.
El procedimiento se divide en los siguientes pasos:
Obtención del nitrato de cobre(II).
Obtención del hidróxido de cobre(II).
Transformación del hidróxido de cobre(II) a óxido de cobre(II).
Obtención del sulfato de cobre(II).
Obtención de cobre metálico.
En el laboratorio se inició con el cobre puro, y con la práctica de laboratorio se buscó llegar de nuevo al cobre puro y analizar si se obtuvo lo mismo, menos o más.
Utilizamos los siguientes métodos de separación:
Dilución.
Evaporación.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN:
Obtención del nitrato de cobre(II):
Masa del Beaker
66.50±0.01 g
Masa del Beaker + Cobre
66.70±0.01 g
Masa del Cobre
0,20±0.01 g
Tomamos una muestra inicial de O,20 ±0,01 gramos de Cobre, el primer procedimiento fue agregarle ácido nítrico, se genera la siguiente reacción:
3Cus+8HNO3(ac) 3Cu(NO3)2(ac)+2NOg+4H2Ol
¿Qué tipo de reacción se lleva a cabo en este proceso?
Se clasifica como una reacción de desplazamiento oxidación-reducción, ya que el HNO3 se reduce, convirtiéndose en el agente reductor, también el ion nitrato se reduce a uno de los óxidos de nitrógeno. En este caso al reaccionar con el cobre se produce NO o NO2, el cual actúa
desprendiéndose de la concentración del ácido.
¿A qué se debe el color verdoso inicial de la disolución del cobre metálico en ácido nítrico?
Al combinarse dicha sal en agua y restos del vapor de dióxido de nitrógeno. Se da el color mientras todos los componentes reaccionan.
Obtención del hidróxido de cobre(II).
A la disolución le añadimos NaOH y obtuvimos la siguiente reacción:
Cu (NO3)2 (ac) + 2 NaOH(ac) 2 NaNO3(ac) + Cu(OH)2(s)
Obtuvimos una reacción de precipitación, ya que observamos cómo se forma un sólido.
¿Qué aspecto tiene el precipitado? ¿Por qué?
Se ve como gelatina o más bien como un estado entre sólido y líquido, de color azul, y un líquido supernatante que no tiene el mismo color que el precipitado sino que es transparente
¿Se mantuvo el color azul en el líquido supernatante? ¿Por qué?
Se mantuvo ya que no se dejó reposar lo necesario, pero el líquido superante es de color transparente.
Transformación del hidróxido de cobre(II) a óxido de cobre(II).
Al calentar el compuesto anterior se produce la siguiente reacción
Cu (OH)2(s)+ Calor CuO(s)+ H2O(l)
Al agregar calor vimos la liberación de agua. Se tornó de color negro el precipitado y el líquido supernante en color transparente.
¿Qué tipo de cambio químico le ocurrió al hidróxido de cobre(II)?
Descomposición, se descompone en oxido de cobre y agua.
¿Cómo clasifica este tipo de reacción?
Como endotérmica ya que fue necesario la aplicación de energía (calor).
Obtención del sulfato de cobre(II).
Después de decantar se agrega ácido sulfúrico obteniendo la siguiente reacción:
H2SO4 + CuO CuSO4 + 2H2O
¿Qué color adquiere la disolución? ¿Por qué?
Se forma un compuesto de color celeste claro, esto es debido a la formación del sulfato de cobre.
¿Para qué se utiliza ácido sulfúrico?
Porque lo que se busca es crear una reacción de desplazamiento entre un óxido metálico y un ácido, ya que con el ácido sulfúrico se puede formar el CuSO4 y el H20.
Obtención de cobre metálico.
Le añadimos zinc a la disolución y se obtuvo la siguiente reacción:
CuSO4 (ac)+ Zn(s) Cu(s) + ZnSO4(ac)
Acá obtuvimos el cobre metálico:
Masa capsula
117.02±0.01 g
Masa capsula + Cobre
117.17±0.01 g
Masa del Cobre
0.15 ±0.01 g
¿Qué sucede si no se lava el precipitado de cobre antes de añadir el ácido clorhídrico?
Podrían quedar residuos del líquido supernante y ocasionar reacciones no deseadas.
¿Por qué no debe estar encendido el quemador cuando se añade zinc (o magnesio) a la disolución ácida de sulfato de cobre?
Por qué el zinc puede encenderse con la temperatura elevada por tanto es sumamente vital mantener alejado el zinc mientras el quemador esta prendido.
¿Cuáles cambios químicos le ocurren al cobre y al zinc (o magnesio) en este proceso?
Vemos una reacción de desplazamiento, donde el elemento se ve desplazado por otro con mayor actividad química.
¿Qué peligro existe si la acetona está cerca de la llama?
Las propiedades químicas de la acetona la hacen sumamente inflamable, por tanto debemos alejarla de la interacción de la llama.
¿Por qué no se debe calentar a ebullición la disolución a la que se le agregó ácido clorhídrico?
Para prevenir cualquier tipo de accidente o una reacción muy brusca, si se calienta a tal punto de ebullición también podemos perder parte del cobre.
Resultados:
1. Calcule el porcentaje de cobre recuperado y enumere las posibles causas de error que puedan impedir obtener el 100 por ciento de rendimiento.
(0.15 g / 0.20 g) x100 = 75%
El color resultante del cobre fue igual que al del inicio esto nos indica una pureza bastante elevada.
Causas por las que disminuye el rendimiento:
Perdida al decantar.
Si se calienta mal y las salpicaduras derraman parte del líquido.
Causas por las que aumenta el rendimiento:
Queda parte del líquido supernante, y altera la proporción.
No se efectuó la evaporación bien y quedaron residuos.
2. Si el monóxido de nitrógeno es incoloro, ¿por qué se desprenden gases pardos al formar el nitrato de cobre(II)? Proponga una reacción que explique este fenómeno.
Con la combinación del cobre con el ácido nítrico, se forma NO que reacciona con el oxígeno del aire y esto produce NO2 que es un gas de color piel-amarillento.
Cu(s)+ 4HNO3 (ac) Cu (NO3)2 (ac)+ 2NO2 (g)+ 2H2O(l)
3. ¿Por qué se utiliza el HCl concentrado para eliminar el exceso de zinc (o magnesio)? ¿Se podría utilizar ácido nítrico o ácido sulfúrico?
El cobre no reacciona con el HCl, pero si con el ácido nítrico y sulfúrico, por tanto si usamos el ácido nítrico o el sulfúrico el cobre se combinaría con ellos. En cambio el HCl no reacciona con el cobre pero si con el zinc.
Brown nos explica "Si una reacción ocurre o no ocurre, es debido a su capacidad de desplazar ácidos, hidrogeno o agua" (2014).
Para entender mejor, veamos esta imagen:
4. Proponga las reacciones para las transformaciones que ocurren en los apartados B, C, D y E. Indique cuáles reacciones son redox, ácido-base, precipitación y descomposición.
B: Precipitación.
Cu (NO3)2 (ac) + 2 NaOH(ac) 2 NaNO3(ac) + Cu(OH)2(s)
C: Descomposición.
Cu (OH)2(s)+ Calor CuO(s)+ H2O(l)
D: Redox
H2SO4 + CuO CuSO4 + 2H2O
E: Redox
CuSO4 (ac)+ Zn(s) Cu(s) + ZnSO4(ac)
Aplicaciones de las sales:
CuSO4: Uno de los usos más comunes es para la eliminación de alguicidas en las piscinas.
Cu(NO3)2: Se usa como fuente fundamental de cobre en los fertilizantes pero también se le da el uso en laboratorios en la generación de compuestos.
CuO: Se le da un gran uso en la fabricación de almohadas y calcetines ya que las personas poseen poco riesgo de sensibilidad dérmica ante al cobre, y el CuO posee grandes efectos anti microbios.
Cu(OH)2: Se le da un uso vital en coloración de papeles, y también cumple una función crucial en la producción de otros compuestos con cobre.
BIBLIOGRAFÍA :
Kenneth Barbalace. Periodic Table of Elements - Copper - Cu. EnvironmentalChemistry.com. 1995 - 2017. Accessed on-line: 6/15/2017.
https://EnvironmentalChemistry.com/yogi/periodic/Cu.html
Autor: Lenntech, 1998-2017 Lenntech B.V.
http://www.lenntech.es/periodica/elementos/cu.htm
Libro: Química, la ciencia central. Autores: Brown, Leway, Bursten, Murphy y Woodward. Año: 2014, 12da edición.
Imagen "Serie de actividad de los metales", Autor: César De Paz.
http://www.fullquimica.com/2013/10/tipos-de-reaccion-de-desplazamiento.html
Información del CuSO4, extraída de: http://www.sulfatodecobre.es/
Información del CuO y del Cu(NO3)2, extraída de: https://www.ecured.cu
Información sobre el Cu(OH)2, extraída de:
https://www.todini.com/es/productos-quimicos/cobre
