informe de laboratorio de química inorgánica n6

7/25/2019 Informe de Laboratorio de Qumica Inorgnica N6

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL

AREA ACADEMICA DE INGENIERIA QUIMICA

INFORME N6

LABORATORIO DE INORGANICA

QU 215A/B

TITULO: REACCIONES COMPLETAS CON EL COBRE

ALUMNOS: Ramrez Rojas, Margareth Giovanna

Ramrez Sols, Jhoan Roy

Rodrguez Valerio, Danery

Rojas Carbajal, Pal Arturo

PROFESORES: Ing. Bertha Crdenas Vargas NOTA

Ing. Gustavo Castillo

PERIODO ACADEMICO: 2016 -1

REALIZACION DEL LABORATORIO: 24/05/16

ENTREGA DEL INFORME : 31/05/16

LIMA PERU


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INDICE

Pgs.

I. OBJETIVOS GENERALES.3

II. FUNDAMENTO TERICO..3

III. PICTOGRAMAS4

IV. PARTE EXPERIMENTAL8

V. CUESTIONARIO..13

VI. BIBLIOGRAFA15


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I. OBJETIVOS GENERALES

o Aprender las condiciones experimentales que favorecen la culminacinde una reaccin qumica (Leyes de Berthollet) preparando una serie decompuestos, en una secuencia qumica que se inicia con una sustancia

y termina con la sustancia inicial.o Desarrollar la habilidad en el trabajo cientfico de laboratorio,comprobado mediante el clculo de la recuperacin de la sustanciainicialmente utilizada.

II. FUNDAMENTO TEORICOEn las reacciones qumicas, los reactivos y los productos tienen el mismonmero y tipo de tomos, aunque agrupados de forma diferente. Puesto quela masa de un compuesto (reactivo o producto) es la suma de las masas delos tomos que lo constituyen, y los tomos no cambian en una reaccinqumica, la masa de los productos debe ser igual a la masa de los reactivos,de acuerdo con el Principio de Conservacin de la Materia, que estableceque la materia ni se crea ni se destruye. En esta prctica, se somete unadeterminada masa de cobre a una serie de reacciones qumicas,transformndose el cobre en diferentes compuestos, y se recuperafinalmente el elemento metlico. La masa del cobre recuperado debe serigual a la masa de cobre inicial si no ha habido prdidas de manipulacin.En la prctica, probablemente se recupere algo menos de cobre del inicial,definindose el rendimiento del proceso como:

Rendimiento (%) = masa de Cu final x 100/masa de Cu inicial

Con carcter general, el rendimiento de una reaccin qumica (o serie dereacciones) es:

Rendimiento (%) = masa obtenida de producto x 100/masa ideal deproducto

Donde la masa ideal de producto es la que se obtendra si la transformacinfuera completa y no hubiera prdidas de manipulacin. Existen varios tiposde reacciones qumicas: Las reacciones redox, o de oxidacinreduccin,son aquellas en que cambia el estado de oxidacin de alguno de los tomos.La especie en la que aumenta el estado de oxidacin ha sido oxidada, y esel reductor de la reaccin, mientras que la especie en la que disminuye elestado de oxidacin ha sido reducida (y es el oxidante de la reaccin). Enlas reacciones cido-base tiene lugar una transferencia de protones. Elcido cede un protn, y se transforma en su base conjugada, mientras quela base acepta un protn y se transforma en su cido conjugado. En estaprctica hay reacciones redox y cido-base, pero tambin reacciones deprecipitacin, en que aparece un precipitado, y de deshidratacin, en queuna especie pierde agua. Todas las reacciones van acompaadas de


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cambios visibles como desprendimiento de gases, formacin deprecipitados o cambios de color, y, en algn caso, de un cambio detectablede la temperatura de la disolucin. Aprender a observar, anotar e interpretardichos cambios, forma parte de la formacin de un qumico. Lacentrifugacin es una tcnica que permite separar los slidos presentes en

una fase fluida gracias a la accin de la fuerza centrfuga, para lo cual esnecesario que el precipitado sea ms denso que el fluido. Para separarslidos por centrifugacin, es necesario utilizar un aparato denominadocentrfuga o centrifugadora, que consta de un motor capaz de hacer girar aalta velocidad una pieza denominada rotor, que se coloca en el eje delmotor, y en el que existen una serie de senos en los que se pueden colocarunos tubos de vidrio o de plstico denominados tubos de centrfuga. Paracentrifugar una muestra, se coloca en un tubo de centrfuga el lquido encuyo seno est el slido que se desea separar, y en otro tubo gemelo secoloca agua, de forma que ambos tubos tengan igual masa, colocndoseuno y otro tubo en senos del rotor diametralmente opuestos. Al finalizar lacentrifugacin, aparecer el slido que se desea separar en el fondo deltubo (precipitado), quedando sobre l el fluido, que recibe el nombregenrico de sobrenadante. Este puede sacarse del tubo por simpledecantacin, si el precipitado es suficientemente consistente, o con ayudade una pipeta o de un cuentagotas. La centrifugacin se utiliza a menudo siel precipitado colmata los filtros o si es preciso recuperar tanto la fase slidacomo la fase lquida para operaciones posteriores.

III. PICTOGRAMAS

NaOH

Nombre:Hidrxido de sodio

Sinnimos: Sosa caustica, leja

Frmula molecular:NaOH

Peso molecular:40.01 g/mol

Riesgos a la salud:El hidrxido de sodio es irritante y corrosivode los tejidos. Los casos ms comunes de accidente son porcontacto con la piel y ojos, as como inhalacin de neblinas opolvo.

Riesgos de fuego o explosin:Este compuesto no es inflamablesin embargo, puede provocar fuego si se encuentra en contactocon materiales combustibles.

Usos: Es usado en sntesis, en el tratamiento de celulosa para hacer rayn ycelofn, en la elaboracin de plsticos, jabones y otros productos de limpieza, entreotros usos.

CORROSIVO


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5

H2SO4

Nombre:cido Sulfrico

Sinnimos: Aceite de vitriolo, Acido para bateras, Espritus deazufre

Frmula molecular:H2SO4


Riesgos a la salud:Al inhalar la sustancia produce irritacin,quemaduras, dificultad respiratoria, tos y sofocacin. Encontacto con la piel produce quemaduras severas, profundas ydolorosas.

Peligros qumicosLa sustancia es un oxidante fuerte y reacciona violentamentecon materiales combustibles y reductores. La sustancia es un cido fuerte, reaccionaviolentamente con bases y es corrosiva para la mayora de metales ms comunes,

originando hidrgeno.Usos:En la manufactura de fosfato y sulfato de amonio. Otrosusos importantes incluye la produccin de rayn y fibras textiles,pigmentos inorgnicos.

Primeros Auxilios:

-Inhalacin: Tratar con aire fresco

-Ingestion: Lavar la boca con agua

-Piel: Retirar la ropa y calzados contaminados

-Ojos: Lavar con abundante agua, mnimo durante 15 minutos

R-35- Provoca quemaduras graves

S36sese indumentaria protectora adecuada.

S45En caso de accidente o malestar, acdase inmediatamente al mdico (sies posible, mustrele la etiqueta

CORROSIVOC


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6

HCl

Nombre:cido Clorhdrico

Sinnimos: cido muritico

Frmula molecular:HCl


Riesgos a la salud: Sus vapores son irritantes a los ojos ymembranas mucosas, provoca quemaduras. Irrita las vasrespiratorias.

Riesgos qumicos: En caso de fugas y derrames en ellaboratorio, ventilar el rea y protegerse con el equipo deseguridad necesario. Cubrir el derrame con bicarbonato desodio o una mezcla 50:50 de hidrxido de calcio y cal sodada ymezclar cuidadosamente.

Uso de la sustancia: Para usos de laboratorio, anlisis,investigacin y qumica fina.

Primeros Auxilios:

-Inhalacin: Trasladar a la persona al aire libre

-Contacto con la piel: Lavar abundantemente con agua. Quitarse las ropascontaminadas

-Ojos: Lavar con agua abundante (mnimo durante 15minutos), manteniendo los prpados abiertos. Pedir atencinmdica.

-Ingestin: Beber agua abundante. Evitar el vmito (existeriesgo de perforacin).

R35: Provoca quemaduras graves.

R37: Irrita las vas respiratorias

S26: En caso de contacto con los ojos, lvense inmediata y abundantemente conagua y acdase a un mdico.

S36/37/39: sense indumentaria y guantes adecuados y proteccin para los ojos/ lacara.

CORROSIVOC


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7

Na2CO3

Nombre:Carbonato de Sodio

Sinnimos: Carbonato sdico anhidro, sosa calcinada, soda ash.

Frmula molecular:Na2CO3


Riesgos a la salud:Al contacto con la piel puede causar irritacinde la piel, manifestndose mediante inflamacin e hinchazn.Puede causar la piel cuarteada y seca. En la ingestin, puede causar irritacinsevera y riesgo de quemaduras a la boca, a la garganta, al esfago y al estmago.La ingestin en grandes dosis puede causar la nusea y vmitos (sangrientos),calambres abdominales y diarrea (sangrienta). Al inhalar puede ser irritante para lasmembranas mucosas y los ojos.

Riesgos qumicos: Cuando se disuelve en agua es unasolucin alcalina. Reacciona violentamente con los cidos y escorrosivo al aluminio y zinc. Reacciona violentamente con loscidos para formar Dixido de Carbono.

Uso de la sustancia:Fabricacin de jabn, vidrio y tintes

Primeros Auxilios:

-Inhalacin: Remover al aire fresco. Si no respira dar respiracinartificial. Si respirar se le dificulta, dar oxgeno. Conseguiratencin mdica inmediatamente.

-Contacto con la piel: Lavar piel con abundante agua y jabnmientras se remueve la ropa contaminada. Conseguir atencinmdica. Lavar ropa antes de volver a usar. Lavar zapatos antesde volver a usar

-Ojos: Inmediatamente lavar ojos con abundante agua por lomenos 15 minutos. Abrir y cerrar los prpados ocasionalmente.Conseguir atencin medica inmediatamente.

-Ingestin: No inducir al vomito. Dar grandes cantidades de agua. Nunca dar cosasa la boca de una persona inconsciente. Conseguir atencin mdica inmediata.

R-36: Irrita los ojos

S-02: Mantngase fuera del alcance de los nios.

H319: Provoca irritacin ocular grave.

P262: Evitar el contacto con los ojos, la piel o la ropa.

P264: Lavarse concienzudamente tras la manipulacin.

ATENCION


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8

P280: Llevar gafas y guantes de proteccin.

HNO3

Nombre:CIDO NTRICO

Sinnimos: Agua fuerte.

Frmula molecular:HNO3

Peso molecular:63,02 g/mol

Peligros para las personas:Muy corrosivo. Provoca gravesquemaduras por contacto con la piel, los ojos y por ingestin

Peligros para el medio ambiente:El producto debido a suacidez provoca acidificacin de tierras y aguas (por cidos ynitratos) siendo peligroso para los organismos acuticos.

Usos:De forma general se usa en la manufactura de nitratos

orgnicos e inorgnicos, como intermediario en materialescolorantes, en la elaboracin de medicamentos paraveterinaria, en joyera, en la industria del fotograbado y en laindustria de los explosivos

R8Peligro de fuego en contacto con materias combustibles

S23No respirar los vapores

S26En caso de contacto con los ojos, lvense inmediata yabundantemente con agua y acdase a un mdico.

IV. PARTE EXPERIMENTAL

1. EXPERIMENTO N1:

a) Observaciones Experimentales

Se utiliz una laminilla de Cu(s)para la realizacin del experimento. El pesodel Cu(s)fue de 0.2 g aproximadamente.

Se adicion 22 gotas de HNO3(ac), equivalente a 1.1 ml, para la disolucinde la laminilla de Cu(s)que adopt un color celeste. Se observo, adems,liberacin de gas (rojo pardo).

Se adicion 16 gotas de NaOH (ac) 6M, que equivale a 0.8 ml, al Cu(NO3)2(ac) antes que la solucin se encuentre aproximadamente neutra.

El NaOH(ac)6M acta como base en la reaccin de neutralizacin. El CuCO3(s) es de color verde agua, el NaNO3 (ac) presenta cristales

incoloros; CO2 (ac)esincoloro. Se observa que el CuCl2 (ac)es de color verde limn.

COMBURENTEO

CORROSIVO C


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9

Utilizamos 28 gotas de NaOH, que equivale a 1.4 ml, se observ un levedesprendimiento de gas, el color del precipitado fue celeste debido a lapresencia del cobre.

Utilizamos un volumen de 15ml de H2O, se observ que el precipitado esde color negro, cabe acotar que este proceso se repiti dos veces.

Se tuvieron que agregar 0.9mL de H2SO4 (ac)6M para observar un cambiode coloracin (de negro a celeste claro) en el vaso de precipitado con elslido lavado contenido en l.

Luego, al agregar una granalla de Zn(s) en el vaso de precipitado seobserv una efervescencia y formacin de un slido rojizo en la superficiede la solucin.

b) Ecuaciones Qumicas

1. () () ()() () ()

2. ()() () () ()

3. ()() 2CO3(ac)CuCO3(s)+ CO2(ac) + 2NaNO3 (ac) +

Na2 O(ac)

4. CuCO3(s) +2HCl(ac) CuCl2(ac)+CO2(g) +H2O(l)

5. () () ()() ()

6. ()() () () ()

7. () () () ()

8. () () () ()

c) Explicacin acerca de las reacciones Qumicas

La reaccin del Cobre y el cido Ntrico es una reaccin REDOX, endonde ()se oxida a ()

+ y el ()+5 se reduce a ()

+ .

La reaccin de Nitrato de Cobre (II) e Hidrxido de Sodio es una reaccinde mettesis o doble desplazamiento. Adems es una reaccinexotrmica.

La reaccin de nitrato de cobre (II) y carbonato de sodio es una reaccinde doble desplazamiento o mettesis.

La reaccin del carbonato de cobre (II) y cido clorhdrico es una reaccinde doble desplazamiento o mettesis.

La reaccin del Cloruro de Cobre y el Hidrxido de Sodio es una reaccinde doble desplazamiento. Adems es una reaccin exotrmica.

La reaccin del hidrxido de cobre con el agua tambin es una reaccinde doble desplazamiento. Adems es una reaccin endotrmica.

La reaccin de xido de Cobre (II) y cido Sulfrico es de dobledesplazamiento.


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La reaccin entre Sulfato Cprico y Zinc es una reaccin REDOX, endonde el ()

+ se reduce a ()y el ()se oxida a ()+ .

d) Diagrama de Proceso

Agregamos HNO3a una laminilla

de cobre slido

metlico

Neutralizamos la

solucin anterior

adicionando

gotas de NaOH.

Se realiza la

carbonatacin

con el Na2 CO3, se

filtra la solucin,

luego le

agregamos HCl.

Agregamos

gota a gota

NaOH hasta laformacin de un

precipitado

Luego

adicionamos 15

ml y localentamos con

el radiador

Dejamos

reposar y luego

decantamos lasolucin


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e) Clculos y resultados

= , = ,

=

= 0,14

% =| |

100%

% =|0,14 0.2|

0.2 100%

Agregando

() alprecipitado

negro, que al

final descubrimosera ().

Resultado del

procedimiento

anterior,

formacin de

().

Finalmente,

filtramos la

solucin y

retiramos el

pedazo degranalla de zinc

que an queda.


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% = 30%

f) Explicacin e interpretacin de resultados

El porcentaje del rendimiento de nuestra experiencia, nos muestra que si

hubiramos trabajado inicialmente con 100g de cobre solo hubiramosobtenido g de este.

g) Observaciones finales

Cuando en las observaciones iniciales se menciona un desprendimientode gas color rojo pardo, esto se debi a la formacin del NO (g)

Al realizar la reaccin de neutralizacin se form Cu (OH)2(s)en forma decristales y de color celeste.

Cuando en las observaciones iniciales mencionas un precipitado negro,nos referimos al CuO(s) y el cambio de color al agregar H2SO4 (ac) se debia la formacin de CuSO4 (ac).

h) Comentarios y/o apreciaciones

Debido al alto poder corrosivo y txico del HNO3 (ac), la realizacin de laprimera parte de la experiencia se hizo en la campana extractora de

gases. Debido a que el sulfato de cobre se encuentra en solucin acuosa,

probablemente el azufre y el agua producen Sulfuro de Hidrgeno H2S(g) y/o xido de Azufre (IV), SO4 (g).

i) Conclusiones

Se concluye que no ser posible obtener un rendimiento del 100%, peros aproximarse a lo ideal, en nuestra experiencia el error fue de 30%.

Este proceso est asociado a un ciclo, debido a que siempre, al final

obtendremos cobre, la eficiencia vara segn el mtodo que utilicemos.

Se pierde masa en el proceso de decantacin debido a que est implcitoel error que la persona comete al realizar este proceso.


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V. CUESTIONARIO

1. Dibuja un m apa mental de todas las reacciones del co bre, real izadas en la

prctic a de reacci ones com pletas del co bre:

()

()() 2() () 2

3() 83() 3()() 2() 4()

()

)

()

CuSO(ac) Zn(s) ZnSO(ac) Cu(s)

d)

CuO(s) HSO(ac) CuSO(ac) HO(l)

()

()

()

() 2() ()() 2()

()() () () 2()

()

()

()


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3. Expl ique el mtodo de l ixiv iacin de un m ineral co bre, segu ido de lacr is tal izacin, hasta obtener el prod ucto f inal el sul fato de cob re

pentahidratado:

1) Lixiviacin

Proceso que se realiza en un reactor, en el cual se adiciona la chatarra paraluego bombear al reactor las aguas madres restauradas en cido sulfrico.Despus se inyecta aire y vapor de agua para que se realice la lixiviacin de lachatarra.

2) Cristalizacin

La solucin preada y caliente se alimenta a tinas de cristalizacin, y medianteenfriamiento hasta temperatura ambiente se efecta la cristalizacin en unperiodo de 6 das.

3) Recoleccin de cristales

Una vez terminada la cristalizacin, se bombea la solucin residual arecirculacin para alcanzar la concentracin requerida en el proceso. El retirode los cristales se realiza de forma manual, lo cual requiere mucho tiempo,puesto que se debe desprender los cristales depositados y acumulados en lastinas.

4) Centrifugacin

Operacin en la que se efecta el lavado del sulfato de cobre pentahidratado,para eliminar el cido sulfrico e impurezas impregnadas en el mismo.

5) Secado

El secado se realiza en un depsito a temperatura ambiente, para luego realizarla tamizacin de los cristales segn el requerimiento de los consumidores,pudiendo variar en su forma cristalina o en formas ms reducidas.

6) Producto finalProducto: CuSO4-5H2ONombre: Sulfato de Cobre Pentahidratado


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VI. BIBLIOGRAFIA

Anlisis de la operacin de la planta PROCELVictor Waldo Quisbert Valdez

"La gua esencial para los aceros inoxidables ferrticos"ISSF: International Stainless Steel Forum

"Un salto adelante en la innovacin del acero inoxidable"Gual Steel S.L.

Barreto, Aura Qumica Inorgnca. Ed. Kapelusz 1968

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