Universidad de Chile Facultad de Ciencias Departamento de Química Carrera de Licenciatura en Cs. Con mención en Química
“Informe del laboratorio” “[Cu(NH3)4SO4]”
Autores: Sebastian Adolfo Figueroa Millón
[email protected] Nicolás Esteban Guerra Díaz
[email protected] Fecha realización: 19 de Noviembre del 2010
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INTRODUCCION El desarrollo de este laboratorio tuvo como finalidad sintetizar un complejo tan común y fácil de sintetizar como lo es el Sulfato de tetramin Cobre (II) Para lograr la síntesis de este complejo se recurren a varios reactivos como el amoniaco (NH3) y el sulfato de cobre (II) pentahidratado(CuSO 4∙5H2O). Analizando estos reactivos por separado podemos decir en relación al amoniaco que es un agente acomplejante de iones cobre, que se ha utilizado en diversos procesos para recuperar el cobre de sus minerales. Existen también numerosos estudios que proponen el uso del amoniaco para lixiviar minerales de cobre, tanto oxidados como sulfurados.
Como se menciono anteriormente el otro reactivo importante es el sulfato de cobre pentahidratado, (CuSO4·5H2O), es una sal de color azul, que en su forma anhidra (CuSO 4) es blanca. Se conoce comercialmente con el nombre de sulfato de cobre, vitriolo azul o piedra azul, y cristaliza en el sistema triclínico. Se emplea, por su acción bactericida y alguicida, en el tratamiento del agua para combatir las algas en depósitos y piscinas, en agricultura como desinfectante y para la formulación de fungicidas e insecticidas, en la conservación de la madera, como pigmento, en el tratamiento de textiles y cueros, en la preparación del reactivo de Benedict y de Fehling para la detección de azúcares, entre otros usos. En este sentido, al agregar amoniaco a una sal e cobre (II) se produce una reacción muy rápida en la que el agua coordinada al metal es reemplazada por amoniaco. El producto de esta reacción se representa generalmente por la formula [Cu (NH3) 4]2+, pero en realidad se forman varios compuestos cuyas cantidades relativas dependen de la concentración de los iones cobre (II) y del amónico, sin embargo, en este caso, el ion SO 42equlibrara esta carga, dando como resultado la sal buscada.
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PARTE EXPERIMENTAL Materiales utilizados en el experimento:
Agua Bandeja Hielo Embudo Buchner Varilla de agitación Papel filtro Kitasato
Vasos precipitado de 100mL Alcohol Amoniaco 6M Agua CuSO4
Procedimiento: Masar 2,0 g de CuSO4, verterlos a un vaso precipitado para luego agregar 3,5 mL de agua destilada y finalmente a la solucion agregar 3,5 mL de amoniaco 6M. Agitar con precaucion la solucion y si existe sal insolubilizadas en el fondo del vaso, por medio de una varilla de agitacion tratar de disolver lo mas posbile y agregar un poco mas de amoniaco para asi obtner un mayor rendimiento en la sintesis del complejo. Ya solubilizada la mayor parte del CuSO4, utilizar un filtro con placa filtrante de vidrio para obtener solamente una solucion homogenea. Una vez ya realizado esto al filtrado agregar gradualmente alcohol hasta la aparicion de un precipitado. Para realizar una recristalizacion mas rapida y efectiva se enfraira en reposo la solucion por medio de un baño de hielo por varios minutos, con la i dea de lograr una mayor cantidad de sal. Filtrar nuevamente con placa filtrante de vidrio todo el precipitado existente. Con ayuda del mismo filtro se lavara 3 veces el solido con una mezcla de alchol-amoniaco (1:1), siguiendo de 2 lavados de alcohol y finalemente dos lavados con eter. Finalmente se filtraran y escurriran al vacio los cristales. Separar los cristales y dejarlos a sequedad por varios dias para prevenir el exceso de alcohol o agua en la sal.
Solucion CuSO 4 + NH3 + Agua
Sal [Cu(NH3 )4SO4 ]
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RESULTADOS Y ANALISIS DE RESULTADOS Analizando la reacción química presente en esta síntesis nos encontramos con lo siguiente: CuSO4
4 NH 4 OH [Cu( NH 3 ) 4 ]SO4
H 2 O
4 H 2 O
Para la obtención del Sulfato de tetramin Cobre (II), se utilizaron 2,0 gr de CuSO4 ∙ 5H2O y 3,5 mL de amoniaco (NH3), por lo tanto, los moles respectivo para cada compuesto están determinados por el siguiente cálculo: Moles de CuSO4 ∙ 5H2O =
2,0 g
1 mol____ 249,62 g/mol
Moles de CuSO4 ∙ 5H2O = 8,01 10-3 mol
Moles de NH3 =
3,5 mL 7,3∙10-4 g ∙ 1mL
1 ____ 17 g/mol
Moles de NH3 = 1,50 10-6 mol
Sin embargo, como se menciono anteriormente en el procedimiento experimental se agregó mas amoniaco por lo que este estará en exceso para que la sal se solubilice por completo. Por lo tanto la reacción presente en la formación del complejo es: CuSO4
4 NH 4 OH [Cu( NH 3 ) 4 ]SO4
H 2 O
4 H 2 O
Si se analiza la reacción se puede observar que 1 moles de CuSO 4 formaran 1 mol de [Cu(NH3)SO4], por lo que los moles formados del sal para las cantidades utilizadas en este laboratorio son: Mol de [Cu(NH3)SO4] = 8,01 10-3 mol de CuSO4
∙
1 mol de de [Cu(NH3)SO4] 1 mol de CuSO4
Moles de [Cu(NH3)SO4] = 8,01 10-3 mol
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Es decir, teóricamente se debieran obtener 8,01 10-3 mol moles de [Cu(NH3)SO4]. Sin embargo experimentalmente se obtuvieron 1,1545 g del complejo. Por lo que el rendimiento en la síntesis del Sulfato de tetramin Cobre (II), corresponde a un:
% rendimiento = 1,1545 g 210,62 g/mol
•
1 100 -3 8,01 10 mol
% rendimiento = 68.43 %
DISCUSIÓN Aunque el rendimiento obtenido es bastante aceptable, en el proceso se pudo haber cometido algunos errores como enfriar rápidamente en hielo la solución contenida en el balón, y no hacerlo de forma lenta, o no haber dejado el suficiente tiempo para que se formara la mayor cantidad de sal. Por otra parte en los lavados que se le hicieron a la sal, se pudo haber solubilizado parte de esta, de forma que se obtendrá menos producto. La medición de la masa obtenida pudo ser deficiente al ocupar una balanza descalibrada o una balanza diferente a la que se utilizo para la medición de los reactantes. Por ultimo al momento de filtrar en los poros de papel filtro también se pudo haber perdido cristales ya que en estos es imposible extraerlos simplemente.
Conclusión Analizando los resultados obtenidos, se puede decir que el experimento tuvo éxito, ya que los porcentajes de rendimiento fueron aceptables. Por otra parte, visualmente el compuesto concuerda con las imágenes de la literatura, por lo que en teoría no debiera presentar contaminación, sin embargo, esto se podría analizar por medio de punto de fusión o espectroscopia o simplemente análisis de UV visible.
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REFERENCIAS
http://es.wikipedia.org/wiki/Amon%C3%ADaco
http://www.buenastareas.com/temas/sintesis-del-sulfato-detetramincobre-ii/200
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