Propiedades Fisicas y Quimicas Del Cobre

PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS DEL COBRE Brayan Fernando Bacca Moreno; Fabiam Gómez Arrieta (2123701); Leidy Graciela Gómez Conejo (2123696); Jhovany Andrés Tocora Díaz (2123699)

INTRODUCCIÓN En el siguiente laboratorio se conocerán las propiedades físicas del cobre (Cu) tales como densidad, punto de fusión, solubilidad, así como las propiedades químicas de este (¿Cómo reacciona ante ciertos ácidos como el nítrico, clorhídrico y sulfúrico?) aplicando la teoría vista en clase

OBJETIVO GENERAL 

Determinar las propiedades físicas y químicas del cobre (Cu)

OBJETIVOS ESPECIFICOS   

Determinar la solubilidad del cobre (Cu) Encontrar la densidad del cobre (Cu) Comparar los datos arrojados de las propiedades físicas y químicas del cobre (Cu) en el laboratorio con la teoría de los libros

Marco Teórico Elemento químico, de símbolo Cu, con número atómico 29; uno de los metales de transición e importante metal no ferroso. Su utilidad se debe a la combinación de sus propiedades químicas, físicas y mecánicas, así como a sus propiedades eléctricas y su abundancia. 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. Los minerales oxidados son la cuprita, tenorita, malaquita, azurita, crisocola y brocantita. El cobre natural, antes abundante en Estados Unidos, se extrae ahora sólo en Michigan. El grado del mineral empleado en la producción de cobre ha ido disminuyendo regularmente, conforme se han agotado los minerales más ricos y ha crecido la demanda de cobre. Hay grandes cantidades de cobre en la Tierra para uso futuro si se utilizan los minerales de los grados más bajos, y no hay probabilidad de que se agoten durante un largo periodo.

El cobre es el primer elemento del subgrupo Ib de la tabla periódica y también incluye los otros metales de acuñación, plata y oro. Su átomo tiene la estructura electrónica 1s22s22p63s23p63d104s1. El bajo potencial de ionización del electrón 4s1 da por resultado una remoción fácil del mismo para obtener cobre(I), o ion cuproso, Cu+, y el cobre(II), o ion cúprico, Cu2+, se forma sin dificultad por remoción de un electrón de la capa 3d. El peso atómico del cobre es 63.546. tiene dos isótopos naturales estables 63Cu y 65Cu. También se conocen nueve isótopos inestables (radiactivos). El cobre se caracteriza por su baja actividad química. Se combina químicamente en alguno de sus posibles estados de valencia. La valencia más común es la de 2+ (cúprico), pero 1+ (cuproso) es también frecuente; la valencia 3+ ocurre sólo en unos cuantos compuestos inestables. Un metal comparativamente pesado, el cobre sólido puro, tiene una densidad de 8.96 g/cm 3 a 20ºC, mientras que el del tipo comercial varía con el método de manufactura, oscilando entre 8.90 y 8.94. El punto de fusión del cobre es de 1083.0 (+/-) 0.1ºC (1981.4 +/- 0.2ºF). Su punto de ebullición normal es de 2595ºC (4703ºF). El cobre no es magnético; o más exactamente, es un poco paramagnético. Su conductividad térmica y eléctrica son muy altas. Es uno de los metales que puede tenerse en estado más puro, es moderadamente duro, es tenaz en extremo y resistente al desgaste. La fuerza del cobre está acompañada de una alta ductibilidad. Las propiedades mecánicas y eléctricas de un metal dependen en gran medida de las condiciones físicas, temperatura y tamaño de grano del metal.

MATERIALES 2 Vasos precipitados 1 Mechero de Bunsen 1 Probeta Graduada Alcohol Limadura de cobre 1 Balanza Probeta Graduada 1 trípode 1 placa de calentamiento 1 barilla de vidrio 6 tubos de ensayo 1 gradilla

Propiedades Químicas del cobre (Cu) 

Reactividad ante ácidos: o HCl : Si reacciona o HNO3 : Si reacciona o H2SO4 : Si reacciona

REACTIVOS 30 ml de ácido clorhídrico 30 ml de ácido nítrico 30 ml de ácido sulfúrico 30 ml de peróxido de hidrogeno

Propiedades Físicas del cobre (Cu)       

Estado: Solido (estado natural) Textura: Duro y áspero. Apariencia: De color rojizo, brillante, metálico Densidad: 8,96 o 8960 m Kg/ Punto Fusión: 1083 °C Punto de Ebullición: 2595 °C Solubilidad o Agua: No es soluble. Al ser un metal el agua no lo disuelve o Etanol: No es soluble o Metanol: No es soluble o Peróxido de Hidrogeno: No es soluble

El cobre es uno de los pocos metales que se encuentran en la naturaleza en estado "nativo", es decir, como metal directamente aprovechable. Por ello fue uno de los primeros en ser utilizado por el ser humano. Características físicas:

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Conductor Térmico: Buen conductor térmico Conductor eléctrico: Excelente conductor eléctrico, (es el mayor conductor eléctrico después de la plata) Ductilidad: Si es muy dúctil Cristalización Cúbica centrada en las caras. Maleabilidad Alta, muy maleable permitiendo la producción de láminas muy delgadas Dureza Material Blando (Escala de Mohs 3) Material soldable. En general sus propiedades mejoran con las bajas temperaturas lo que permite utilizarlo en aplicaciones criogénicas.

PROCEDIMIENTO ¿Cómo calcular la densidad de un volumen en este caso el cobre (Cu)? La densidad se determina como la relación entre la masa y el volumen de un cuerpo. Si se trata de un sólido irregular, en este caso el cobre (Cu) pesamos en la balanza y determinamos su masa o peso. Luego tomamos un volumen de agua inicial en una probeta graduada; introducimos el pedazo de cobre pesado y medimos el volumen final. La diferencia de volumen (final – inicial) será el volumen del cobre (Cu). Ahora aplicamos la fórmula Masa/Volumen y así obtenemos la densidad del cobre.

MATERIALES Probeta Graduada Limadura de cobre Balanza

¿Qué pasa al mezclar cobre (Cu) con acido clorhídrico (HCl)? MATERIALES Vaso de precipitado Limadura de cobre Ácido clorhídrico

El cobre si reacciona con el acido clorhídrico concentrado y caliente, esto puede ser explicado al observar que el cobre pertenece a los metales nobles y no son afectados por acido no oxidantes lo cual explica porque este metal no se disuelve con acido clorhídrico

Procedimiento En un vaso precipitado introducimos la limadura de cobre luego con la pipeta tomamos acido clorhídrico la cual introducimos en el vaso de precipitado previamente contenido con limadura de cobre

¿Qué pasa al mezclar cobre (Cu) con acido sulfúrico (H2SO4)?

El cobre en estado basal no reacción con el acido sulfúrico, pero cuando el acido sulfúrico se encuentra concentrado y caliente si reacciona liberando gas hidrogeno y vapor de agua otra forma seria pasar el cobre a una sal u oxido y después si reaccionaria con el acido sulfúrico, diluido. MATERIALES        

Vaso de precipitado Una pipeta graduada Acido sulfúrico Limadura de cobre Mechero de Bunsen Trípode Placa de calentamiento Alcohol

Procedimiento: En un vaso precipitado introducimos la limadura de cobre luego con la pipeta tomamos acido sulfhídrico concentrado y calentado la cual introducimos en el vaso de precipitado previamente contenido con limadura de cobre

¿Qué pasa al mezclar cobre (Cu) con acido nítrico (HNO3)?

El cobre en estado basal no reacción con el acido nítrico, pero cuando el acido sulfúrico se encuentra concentrado y caliente si reacciona liberando gas hidrogeno y vapor de agua otra forma seria pasar el cobre a una sal u oxido y después si reaccionaria con el acido nítrico, diluido. MATERIALES        

Vaso de precipitado Una pipeta graduada Acido sulfúrico Limadura de cobre Mechero de Bunsen Trípode Placa de calentamiento Alcohol

Procedimiento: En un vaso precipitado introducimos la limadura de cobre luego con la pipeta tomamos acido nítrico concentrado y calentado la cual introducimos en el vaso de precipitado previamente contenido con limadura de cobre Solubilidad Agua: o o o

No es soluble. Al ser un metal el agua no lo disuelve

Etanol: No es soluble Metanol: No es soluble Peróxido de Hidrogeno: No es soluble

Materiales  Vaso precipitado  Varilla de vidrio  Limadura de cobre  30 ml de etanol

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30 ml de metanol 30 ml de peróxido de hidrogeno

Procedimiento: -En un vaso precipitado introducimos limadura de cobre y agua luego agitamos y observamos si las sustancias son solubles. -En un vaso precipitado introducimos limadura de cobre y Etanol luego agitamos y observamos si las sustancias son solubles. -En un vaso precipitado introducimos limadura de cobre y Metanol luego agitamos y observamos si las sustancias son solubles. -En un vaso precipitado introducimos limadura de cobre y peróxido de Hidrogeno luego agitamos y observamos si las sustancias son solubles.

Referentes Bibliográficos      

QUÍMICA CHAN (Décima Edición) http://es.wikipedia.org/wiki/Cobre http://www.periodni.com/es/cu.html http://quimica.laguia2000.com/quimica-inorganica/propiedades-fisicas-del-cobre http://www2.uni-siegen.de/~pci/versuche/spanish/v44-24-1.html http://www.heurema.com/QG34.htm