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UNIVERSIDAD INTERAMERICANA DE PUERTO RICO
RECINTO DE BAYAMÓN
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS Y MATEMÁTICAS
QUIMICA GENERAL I
Experimento:
CAMBIOS QUÍMICOS DEL COBRE
A. Introducción
El cobre se encuentra en la naturaleza formando varios compuestos como Cu2S
(Calcocita) yFeCuS2 (Calcopirita) entre otros. El cobre tiene un color amarillo-marrón,
es químicamente inerte, no se oxida con facilidad, no reacciona con los ácidos sulfúrico
y clorhídrico, es un excelente conductor del calor y de la electricidad. Las aplicaciones
del cubre es amplia y también se utiliza en aleaciones como bronce y latón.
En este experimento se llevarán a cabo unas reacciones químicas que permitirán
observar tanto los cambios químicos del cobre como las evidencias de las reacciones
químicas. Empezando con el cobre metálico, se forma un compuesto de cobre que se
va transformando químicamente hasta recuperar de nuevo el cobre sólido. Después de
realizar todo el proceso se puede calcular el por ciento de recuperación del cobre.
REACCIONES:
Cu(s) + 4HNO3 (ac) ----------→ Cu(NO3)2(ac)
+ 2NO2(g) + 2H2O(l)
Cu(NO3)2(ac) + 2 NaOH(ac) ----------→ Cu(OH)2(s) + 2Na NO3(ac)
Cu(OH)2(s)
∆_ → CuO(s) + H2O(l)
CuO(s) + H2SO4 (ac) ----------→ Cu SO4 (ac) + H2O(l)
Cu SO4 (ac) + Mg(s) ----------→ Cu(s) + Mg SO4 (ac)
Mg(s) + H2SO4 (ac) ----------→ H2(g) + Mg SO4 (ac)
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B. Objetivos
1. Identificar las propiedades físicas y químicas de cobre.
2. Sintetizar diferentes compuestos de cobre.
3. Identificar los diferentes estados de oxidación del cobre en los compuestos
formados.
4. Desarrollar en el estudiante las destrezas de: pesar, centrifugar, decantar, y
hacer diluciones.
5. Desarrollar en el estudiante la habilidad para utilizar reactivos químicos
siguiendo instrucciones.
6. Calcular el por ciento de recuperación de cobre.
C. Procedimiento
Cobre metálico
1. Pesar en una balanza analítica un papel de filtro.
2. Añadir a un tubo de ensayo de 75 mm aproximadamente 0.020 g de cobre. Ver
nota # 1.
3. Trabajar en el extractor y usando un gotero, agregar al tubo de ensayo HNO3
concentrado hasta observar la reacción completa del Cu. Ver nota # 2.
4. Finalmente añadir 10 gotas de agua observar y escribir en su libreta.
Preparación de Cu(OH)2
5. Agregar lentamente y agitando 10 gotas de NaOH, 6M a la solución del paso 4.
Observe mientras continúa agitando. Ver nota # 3.
6. Añadir 10 gotas más de NaOH, 6M y observe.
7. Centrifugar la solución del paso 6, durante 30 segundos. Pregunte al instructor
sobre la manera de usar la centrífuga.
8. Complete la precipitación de Cu(OH)2, añadiendo 2 a 3 gotas más de NaOH,
6M al líquido sobrenadante presente en el tubo de ensayo. Si se forma más
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precipitado debe repetir este paso hasta que no se forme más precipitado y la
solución presente un color azul pálido y de nuevo centrifugue. Solicite la opinión
del instructor para continuar.
Preparación de CuO
9. Decante el líquido presente en el tubo de ensayo en el vaso de “WASTE”
10. Caliente lentamente con el mechero el sólido Cu(OH)2, agarrando el tubo de
ensayo y pasándolo por la llama fría hasta que el sólido cambie a color oscuro.
Ver nota # 4. ¿Cuál es el compuesto formado? Solicite la opinión del instructor
para continuar. CUIDADO: no caliente directamente el tubo de ensayo con el
mechero.
Preparación de CuSO4
11. Al sólido del paso 10 añada 1ml de H2SO4, 6M (≤ 20 gotas) hasta disolver todo
el compuesto. Ver nota # 5.
12. La solución adquiere de nuevo color azul evidencia del nuevo compuesto
formado. Solicite la opinión del instructor para continuar.
Recuperación del metal de cobre
1. Pulir y cortar un pedazo de cinta de magnesio de 1 cm de longitud y echarlo en
el tubo de ensayo. Observe y escriba lo que esta ocurriendo.
2. Diluir con agua desionizada la solución del paso 1, hasta por lo menos la mitad
del tubo.
3. Si se forma un precipitado blanco hay evidencia de la formación de Mg(OH) 2,
añada unas gotas de H2SO4, 6M.
4. Retire con el agitador de cristal el cobre de color rojizo-marrón que cubre el Mg
y centrifugue la mezcla.
5. Si aun no han desaparecido el polvo blanco de Mg(OH)2 añada unas gotas
más de H2SO4, 6M para disolver el exceso Ver nota # 4.
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6. Centrifugue la solución por 30 segundos, decante y descarte el líquido
sobrenadante.
7. Lave el Cu rojizo-marrón con suficiente agua una y otra vez con agua destilada,
centrifugue por 30 segundos, decante y descarte el líquido del lavado con
cuidado de no perder parte del precipitado de cobre.
8. Repita el paso anterior de lavado tantas veces que el tiempo le permita y a
consideración de que el cobre está bien lavado.
9. Coloque el papel de filtro que peso en un embudo y con cuidado vacié todo el
contenido del tubo de ensayo en el papel para recoger el cobre solido.
10. Si el cobre no sale, con ayuda de una botella de agua para lavado rocié dentro
del tubo de ensayo con el invertido sobre el filtro para que todo el contenido
salga sobre el filtro
11. Secar el papel con su contenido y determine la masa del cubre recuperado.
NOTAS
1. El metal debe estar completamente pulido. No lo toque con los dedos, la grasa
de las manos puede afectar sus resultados.
2. El ácido HNO3, es corrosivo evite el contacto con los dedos. Si le cae ácido lave
con suficiente cantidad de agua. El HNO3 deja una mancha amarilla en la piel.
3. La base NaOH en contacto con la piel puede causar irritación y picor. Si le cae
NaOH en las manos lave con suficiente cantidad de agua.
4. Cuando caliente el tubo de ensayo con el mechero evite orientar el tubo hacia el
compañero del laboratorio y no caliente por tiempo prolongado.
5. El ácido H2SO4, es corrosivo evite el contacto con los dedos. Si le cae ácido
lave con suficiente cantidad de agua.
6. Todas las soluciones se pueden descartar por el fregadero usando suficiente
cantidad de agua.
7. El COBRE RECUPERADO que pesó previamente lo deposita en el embase
identificado como “Waste Solids”.
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DATOS
Masa del papel de filtro (g)
Masa del papel de filtro con el Cu (g)
Masa de Cu (g) (pesado solo)
Masa del papel de filtro con el Cu
recuperado antes de secar
Masa del papel de filtro con el Cu después
de secado.
Masa de Cu recuperado (g)
% del Cu recuperado
Referencia
Beran. J.A. (1999). Laboratory Manual for Principles of General Chemistry.Sixth Edition.
Jonh Wiley & Sons., Inc.
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