Universidad Técnica Federico Santa MaríaDepartamento de Química

Laboratorio de Síntesis Química - QUI 2362do Semestre 2009

INFORME FINAL –Síntesis Nº 1

“SULFATO DE COBRE II” CUSO4

Profesores: Maritza Sanguinetti T. Karen Catalán M. Luis Espinoza C. Nombre : María Ignacia Vera González.

Nombre : Francisco Javier Sandoval Quidel. Fecha de Entrega: 31 de Agosto de 2009.

SINTESIS N°1

1. Identificación del producto final.

Nombre común: Cobre (II) Sulfato anhidroNombre químico: Anhidro Sulfato CúpricoFórmula: CuSO4

Peso molecular: 159,60 [g/mol]Estado físico: SólidoTemperatura de ebullición: no reportada.Temperatura de fusión: 650[ºC]Densidad: 3,61 [g/mL]Solubilidad en agua a 20 [ºC]: 203 [g/L]

2. Clasificación de sustancias peligrosas según NCh.

Sulfato de Cobre (II) Pentahidratado.

Riesgo Clase: 9 (Sustancias peligrosa varias, contaminante marino)Estabilidad Química: Estable.Incompatibilidades: Acetileno (reacción explosiva). Hidroxilamina (causa ignición). Agentes Oxidantes fuertes. Agentes Reductores fuertes (reacciones vigorosas).Peligro de Polimerización: No ocurre. Productos Peligrosos en Descomposición: Óxidos de Azufres y Humos de Cobre. Condiciones a Evitar: Altas temperaturas.

3. Aplicación del producto.

El Sulfato de Cobre II pentahidratado es usado como abono en aquellos suelos deficientes en cobre, pesticida, fungicida, en la industria del cuero, en la industria del petróleo y del acero, en el tratamiento de asfalto natural, pigmentos, en recubrimientos galvanizados, baterías eléctricas, perseverantes de maderas, como reactivo de menas que contienen zinc, también es usado como colorante, cerámico, entre otras aplicaciones.

4. Equipos.

Nombre Función CantidadBalanza electrónica Pesaje reactivos 1Vasos precipitados 100 [mL] Reactor, obtener producto 3Vidrio reloj Cubierta de vaso precipitado 1Frasco lavador de gases Recoger y neutralizar gases (SO2) 1Pipeta de 10 [mL] Medición graduado (H2SO4) 1Pro-pipeta Succión y descarga (H2SO4) 1Calefactor Calentar el reactor 1Embudo Transporte de corrientes gaseosas (SO2) 1Barra de agitación magnética Homogeneizar la solución 1Mechero Bunsen y accesorios Calentar el reactor 1Rejilla de cerámica Base para calentar 1Trípode Soporte de rejilla y reactor 1Soporte universal Soportar la estructura del reactor 1Mufa Estructura de soporte 2Pinzas Estructura de soporte 2Mangueras Transporte de corrientes gaseosas 2Varilla de vidrio Agitación 1Espátula Recogedor de sólidos 1

5. Reacciones involucradas en la síntesis.

Podemos obtener el sulfato de cobre (II) pentahidratado a partir de la siguiente reacción:

Cu(s )+H2SO4(ac)+H2O2(ac )→CuSO4(ac)+2H 2O(l)

Obtención del anhídrido sulfato de cobre (II) a partir de la siguiente reacción:

CuSO45H 2O(ac)+H2SO4(ac)+Calor→CuSO4(s)+H 2O(g)+SO2 (g )+12O2(g)

La reacción de neutralización de las emanaciones de SO2( g ) se obtiene al pasar los gases por una solución de Hidróxido de sodio (NaOH) al 3%, según la siguiente reacción:NaOH ( ac )+SO2(g )→NaHSO3(ac)

6. Materias primas.

Nombre Formula PM [g/mol] Estado físico Densidad [g/mL]

Cobre metálico Cu 63,54 Sólido 8,95

Ácido Sulfúrico (98%) H 2SO4 98,06 Líquido incoloro 1,96

Agua oxigenada (10,3%) H 2O 2 34,01 Líquido 1,034

Hidróxido de sodio (3%) NaOH 40,01 Solido 2,13

Masa inicial Cu=9,69 [g]Moles iniciales Cu=0,153 [mol]

Por estequiometria se tiene que:

Moles iniciales H 2SO4 = 0,153 [mol]Moles iniciales H 2O2 = 0,153 [mol]

volumenH 2SO 4=0,153×98,060,98×1,96

=7,81 [mL ]

volumenH 2O2=0,153×34,010,103×1,034

=48,86[mL]

Finalmente calculamos los gramos teóricos obtenidos del producto final:

Masa recuperada de Cu = 2,6[g]Moles recuperados de Cu=0,041[mol]

Por lo tanto los moles que reaccionaron de Cu según la estequiometria de la reacción son 0,112 [mol]

Formula Cantidad de materia prima [g]

Moles iniciales materia prima

Moles que se deberían obtener en el producto

finalCu 7,09 0,112 0,0112

H 2SO4 15,0 0,153 -------

H 2O 2

(235% en exceso)

9,05 0,266 -------

NaOH (3%) 1,5 0,0375 -------

7. Esquema de instalación experimental.

Figura 1.Esquema experimental disolución de láminas de cobre.

Figura 2.Montaje experimental para el secado del precipitado de sulfato de cobre (II).

8. Procedimiento experimental. 1. Se pesan 9,69 [g] de cobre metálico en láminas en la balanza electrónica.2. En un vaso precipitado de 100 [mL], se agrega una barra de agitación magnética.3. Posteriormente se agrega el cobre metálico y la mitad del volumen de agua oxigenada.4. El vaso precipitado con el reactivo se pone en una plancha calefactora (trabajo bajo campana) ,figura 1.5. Se agrega gota a gota 7,8 [mL] de ácido sulfúrico al 98%, con una pipeta-propiteta.6. Una vez que se ha acabado el ácido sulfúrico, agregar el agua oxigenada (H2O2) restante gradualmente.7. Se calienta la solución hasta que se disuelve parcialmente el cobre.8. Cuando se haya disuelto parcialmente el cobre metálico, éste se separa de la solución a un vaso

precipitado de 100 [ml].9. Se deja cristalizar ésta solución por una semana.10. El exceso de cobre metálico se lava con acetona, se seca y posteriormente se pesa en la balanza

electrónica. 11. Se separa el precipitado (cristalización) de la solución.12. A la solución se le agrega una barra de agitación magnética y es calentada en una plancha calefactora

dejando que se evapore el agua hasta que comience a precipitar.

Nota: En nuestro desarrollo de esta parte de la experiencia se tuvo un inconveniente, dado que nuestra solución sufrió un recalentamiento, produciendo emanación de dióxido de azufre y por consecuencia pérdidas de precitado.

13. Se secan los cristales con papel craft y son trasvasijados a una vaso de precipitado de 100 [ml]. 14. Se prepara una solución de Hidróxido de sodio (NaOH) al 3% y se vierte en un frasco lavador.15. Montada la figura 2, bajo campana se calienta el precipitado para eliminar el exceso de agua y se

revuelve con una barrilla de agitación para evitar que se endurezca el precipitado.16. Repetir el paso anterior cada 45 segundo o si el precipitado en el fondo del vaso precipitado se torna

blanco.17. Una vez que el precipitado haya cambiado de color (de azul a blanco-grisáceo) completamente y que no

se evidencie emanaciones de dióxido de azufre, se pesa y se etiqueta.

9. Observaciones.

a. Precauciones con el desarrollo de la síntesis.

-Mantener una agitación moderada mientras está en la plancha calefactora para evitar se pierda solución por salpicaduras. -Tener cuidado con el manejo de la plancha calefactora. -Montar bien el sistema (figura 2), para evitar escape de dióxido de azufre al ambiente. -Utilizar dedos de gomas al tomar el vaso precipitado al revolver con la barrilla de agitación (paso 15).

b. Precauciones con el producto. -No ingerir. -En contacto con la piel y los ojos produce irritación. -Muy tóxico para los organismos acuáticos. -Prevenir la contaminación del suelo, agua y desagües. -Mantener en un ambiente seco y a temperatura ambiente. -Mantener en recipiente cerrado.

c. Otras observaciones.

-H2SO4 (Ácido Sulfúrico):

Medidas a tomar en caso de vertido accidental: No inhalar los vapores. Evitar el contacto con la piel, los ojos y la ropa. Procurar una ventilación apropiada. Evitar la contaminación del suelo, aguas y desagües. Recoger con materiales absorbentes o en su defecto arena o tierra secas y depositar en contenedores para residuos para su posterior eliminación de acuerdo con las normativas vigentes. Limpiar los restos con agua abundante. Neutralizar con sodio hidróxido diluido.

Estabilidad y Reactividad: Evitar temperaturas altas. Evitar contacto con agua, compuestos alcalinos, ácidos, fósforo, hidruros, halogenuros de halógeno, nitratos, disolventes orgánicos, sustancias inflamables.

-H2O2 (Peróxido de Hidrogeno):

Medidas a tomar en caso de vertido accidental: Mantener a las persona alejadas de la zona de la fuga y en sentido opuesto al viento. Evitar contacto con la piel y los .Evitar que el producto vaya a desagües o al medio ambiente sin que se haya diluido previamente. Si el derrame se ha producido en el suelo, se debe contener el derrame con la tierra o arena Añadir agua para diluir el vertido.

Estabilidad y Reactividad: Es muy oxidante, y puede reaccionar violentamente con agentes reductores. Puede iniciar la combustión de materias orgánicas y puede provocar reacciones explosivas en mezclas con compuestos orgánicos. Debe evitarse el contacto con metales oxidables, bases, ácidos y metales pesados.

-SO2 (Dióxido de Azufre):

Medidas a tomar en caso de vertido accidental: Evacuar el área afectada manteniendo una ventilación adecuada. Intentar detener el escape o derrame. Reducir el vapor con agua en niebla o pulverizada. Regar el área con agua.

Estabilidad y Reactividad: El material es estable en condiciones normales, no inflamable. Evitar contacto con oxidantes fuertes, cloratos, amoníaco, acroleína, acetileno, metales alcalinos, cloro, óxido de

etileno, aminas, butadieno, halógenos, evitar zinc y metales galvanizados. La disolución en agua es ácida y corrosiva. En presencia de agua corroe a muchos metales. El SO2 líquido ataca a los plásticos y caucho.

10. Caracterización del producto.Señal

δ[ppm]

Integral

Multiplicidad J [Hz]

Asignación

Nº de H

a 1 d CH-6 6b 6,71 1 m CH-3 3c 6,71 1 m CH-5 5d 5,97 1 dddd CH-8 8e 5,58 1 s OH OHf 5,09 1 m CH-9a 9ag 5,09 1 m CH-9b 9bh 3,88 3 s CH3-10 10i 3,34 2 d 6,7 CH2-7 7

11. Rendimiento de la síntesis.

Teórico ExperimentalMoles 0,112Porcentaje 100%

Rendimiento=mteórica−mexperimental

mteórica×100

Rendimiento=¿

12. Eliminación del producto y subproductos.

Reacción de Neutralización del dióxido de azufre:

NaOH ( ac )+SO2(g )→NaHSO3(ac)

13. Bibliografía.

-Brauer G., "Química Inorgánica Preparativa", edit. Reverté S.A., 1958. -M. Angélica del Valle de la C., Nancy Valdebenito M., “Mediciones y Métodos de Uso Común en el Laboratorio Químico”. -www.fichasdeseguridad.com -www.paritarios.cl/especial_simbolo_peligro.htm

SINTESIS Nº 2

Eugenol CuSO4

R:22-36/38-50/53 R:22-36/38-50/53 S: 2-22-60-61 31 de Agosto 2009 Neto Tara

María Ignacia Vera. Francisco Sandoval.