INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

UNIDAD PROFESIONAL INTERDISIPLINARIA DE INGENIERIA Y CIENCIAS SOCIALES Y ADMINISTRATIVAS.

LABORATORIO DE APLICACIÓN DE PROCESOS INDUSTRIALES

PROF. GONZALEZ

REYES MARIA ESTHER.

SECUENCIA: 2AM95

PRÁCTICA 5:

Producción de cobre

FECHA DE ENTREGA: 2 DE MAYO DE 2012

EQUIPO: 1

INTEGRANTES:

NOMBRE FIRMAALVA RUISECO ANGELICA MARIA

CARRILLO RIVERA MARICELA

CASTILLO BALDERAS BRENDA BERENICE

CID PINTADO DIALA IVONNE

1

ÍNDICE

Resumen………………………………………………………………………………..3

Diagrama de flujo………………………………………………………………….......4

Diagrama de símbolos ………………………………………………………………..5

Tabla de resultados y Observaciones…………………………………………........8

Cuestionario……………………………………………………………………………9

Glosario………………………………………………………………………………..13

Mapa mental…………………………………………………………………….........14

Conclusiones………………………………………………………………………….19

Bibliografía y páginas consultadas ……………………………………………… 20

2

RESUMEN

En esta práctica se obtiene cobre metálico a partir de una muestra de azurita Si identifican operaciones y procesos unitarios así como aplicaciones industriales del metal se establece el balance de materiales y se estima costo de producción.Como experiencias adicionales se observaran minerales fluorescentes y radiactivos.

3

DIAGRAMA DE FLUJO (BLOQUES) DE LA PRACTICA 1 “ELABORACIÓN DE GEL ANTIBACTERIAL”

4

40 ml de acido sulfúrico

1.5g de carbonato de cobre

Se arma el sistema y se conecta a

Decantación Secado en la estufa

Sulfato de cobre+ agua+ bióxido de carbono

Bióxido de carbono + agua

Cobre 0.27 g

Sulfato de Cobre (AC)

DIAGRAMA DE SÍMBOLOS

ç

5

6

7

TABLA DE DATOS, RESULTADOS Y CÁLCULOS

Peso del vidrio de reloj = 3 8.04 g

Solido azurita = 1.5 g

Acido sulfurico = 40 mL

Peso del vidrio de reloj + Cu = 3 8.31 g

Sustitución: P.V.R. Cu – P.V.R. = 38.04 g – 38.31 g

Cantidad de cobre obtenido = .27 g

Una vez que se disolvió la azurita en el acido sulfúrico la mezcla se torno azul y cuando se encendió la fuente de poder la solución perdió su color inicial y se comenzó a desprender el cobre en pequeñas porciones, logramos observar que mientras más burbujeo se efectuaba en la solución era mayor la cantidad obtenida de cobre. El metal que obtuvimos tenía un color rojizo.

Los átomos de cobre se oxidan, se desprenden de la barra y pasan a la disolución:                                             

Cu     Cu2+ + 2e

Como cátodo se pone una fina lámina de cobre puro. Los iones Cu2+ de la disolución toman electrones del cátodo y se depositan sobre él:                                            

Cu2+ + 2e     Cu

A medida que transcurre la electrólisis la barra de cobre impuro del ánodo se va disolviendo y, a la vez, la lámina que hace de cátodo va aumentando su masa con cobre puro.

8

CUESTIONARIO

1. De acuerdo al equipo usado en el experimento contesta lo que se solicita.

a) Nombre del equipo: Celda electrolítica

b) Reacción química que ocurren en la celda: Cu+2+2e−¿0000

→Cu¿

c) Nombre de la técnica utilizada en el recubrimiento de piezas metálicas: Electrólisis

Nombre de cada parte que constituye la celda

Material de que está constituido cada parte

Función de cada parte de la celda

1 Fuete de poder Batería de metal constituido de una carga positiva y otra negativa

Generar energía eléctrica

2 Conexiones electicas (caimanes) Cables eléctricos Llevar energía eléctrica para que se lleve a cabo la reacción.

3 Cátodo Acero inoxidable Se lleva a cabo la reducción.4 Ánodo Zinc Se lleva a cabo la oxidación.5 Electrolito Disolución de CuSO4 Transmitir los iones entre el

cátodo y el ánodo

2. Calcule la cantidad de cobre (en gramos) que puede obtenerse a partir de 5 libras de cada uno de los siguientes minerales:

Mineral Composición química Resultado en gramosMalaquita Cu CO3 .Cu(OH )2 1,303 gCrisocola Cu SiO3 .2H 2O 2,061.16 gCalcopirita Cu2Fe2S4

Cu=63.5C=12O=16H=1 Si=28 Fe=56 S=32

9

454 g1 lb2.87 lb =1,302.98 g

454 g1 lb4.54 lb =2,061.16 g

Malaquita

1)221

Cu CO3 .Cu (OH )2+ 1962H2SO4

00000→

3192CuSO4

+ 543H2O

+ 44CO2

5 lb 4.43lb 100%→

7.22 lb1.22 lb0.99 lb

2) 319

2CuSO4(ac)

0000→

1272Cu+2+

1922SO4

−2

7.22 lb0000→2.87 lb 4.35 lb

Crisocola1)

175.5Cu SiO3 .2H 2O

+ 98H 2SO4

00000→

159.5CuSO4

+ 543H 2O

+ 60SiO2

5 lb2.79 lb100%→

4.54 lb 1.54 lb1.71 lb

2) 159.5

CuSO4 (ac)

0000→

63.5Cu+2+

96SO4

−2

4.54 lb0000→1.81 lb2.73 lb

Calcopirita

10

3. En base a los datos experimentales obtenidos, calcule él % de cobre en el mineral que se les proporciono.

%Cu= masa de cobremasade mineral

(100)

%Cu=masade cobre1.5g

(100)

4. Para la producción de cobre se utilizaron 3 kg de mineral azurita la cual tiene una pureza del 60%, llevándose a cabo dos reacciones químicas. La reacción 1 tiene rendimiento de 80%. El mineral tiene un costo de $95/ kg y el ácido sulfúrico $125/L (densidad deá cido=1 .84kg /L)Las reacciones efectuadas en el laboratorio son:

1) Cu(OH )2 .Cu CO3+2H 2SO 4→2CuSO4+3H 2O+CO2

2) 2C uSO4 (ac)→2Cu+2+2SO 4−2

Calcule:

a) La cantidad de ácido sulfúrico requerido.b) La cantidad de electrolito producido.c) La cantidad de agua, bióxido de carbono y Ion sulfato se formaron.d) La cantidad de Ion cobre generadoe) El costo de producción del cobre considerando solo el costo de materias primas.

Cu=63.5C=12O=16H=1 S=32

Solución

1)221

Cu (OH )2 .Cu CO3

+ 1962H2SO4

00000→

3192CuSO4

+ 543H2O

+ 44CO2

1 .8k g1.6 k g100%→

2.6 k g0 .44 k g0 .36k g

080%→

2.08k g0.352k g 0.288k g

11

2) 319

2CuSO4(ac)

0000→

1272Cu+2+

1922SO4

−2

2 .8k g0000→0.83 k g1.25k g

Resultados:

a) H 2SO4=1.6 kg

b) Electrolito producido (CuSO¿¿4)=2.8 kg¿c) H 2O=0.44 k g

CO2=0.36kg

2SO4−2=1 .25k g

d) 2Cu+2=0.83k g

e) Costo de producción del cobre. Azurita=$95 /kg Á cido sulf ú rico=$125/Lρ á cido sulf ú rico=1.84kg /Lm ácido sulf ú rico=2.66kg

vá cido sulf ú rico=mρ= 1.6kg1.84kg /L

=0.867 L

Costo de Azurita=(3kg )($ 95/kg)=$ 285

Costo de Á cido sulf ú rico=(0.867 L )($125/L)=$ 108.38

Costo de producci ónde cobre=Costode azurita+costo de ácido sulf ú ricoCosto de producci ónde cobre=$285+$108.38

Costo de producci ónde cobre=$393.39

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GLOSARIO DE PALABRAS CLAVE

Cobre: Se trata de un metal de transición de color rojizo y brillo metálico que, junto con la plata y el oro, forma parte de la llamada familia del cobre, se caracteriza por ser uno de los mejores conductores de electricidad. Gracias a su alta conductividad eléctrica, ductilidad y maleabilidad, se ha convertido en el material más utilizado para fabricar cables eléctricos y otros componentes eléctricos y electrónicos.

Anodo: El ánodo es un electrodo en el cual se produce la reacción de oxidación se conecta en la terminal positiva

Mineral: Es aquella sustancia sólida, natural, homogénea, de origen normalmente inorgánico, de composición química definida y cuyos átomos poseen una disposición ordenada

Minería: Es la obtención selectiva de los minerales y otros materiales de la corteza terrestre. También se denomina así a la actividad económica primaria relacionada con la extracción de elementos de los cuales se puede obtener un beneficio económico.

Grafito: El grafito es una de las formas alotrópicas en las que se puede presentar el carbono junto al diamante, los fulerenos, los nanotubos y el grafeno

Aniones: Un anión es un ion con carga eléctrica negativa, es decir, que ha ganado electrones. Los aniones se describen con un estado de oxidación negativo.

Aleación: Es una mezcla homogénea, de propiedades metálicas, que está compuesta de dos o más elementos, de los cuales, al menos uno es un metal

Eelectrolito: Un electrolito o electrólito es cualquier sustancia que contiene iones libres, los que se comportan como un medio conductor eléctrico.

Ion: En química, se define al ion o ion como un átomo o molécula que perdió su neutralidad eléctrica por que ha ganado o perdido electrones de su dotación, originalmente neutra

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Mapa mental 1

ALUMNA: Carrillo Rivera Maricela

14

Mapa mental 2

ALUMNA: Castillo

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MAPA MENTAL 3 – CID PINTADO DIALA IVONNE

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Mapa mental 4

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Mapa mental 5

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CONCLUSIONES

La conclusión a la que llegamos todo el equipo es que para llevar a cabo la elaboración del cobre, aprendimos que se necesitan de minerales que resultan tener cierto porcentaje de éste y de otro proceso, como en éste caso lo requerimos, fue la electrolisis.

Por otra parte se sabe que el cobre es uno de los minerales más importantes que se pueden realizar al igual que la plata y si nos damos cuenta y observamos detenidamente, el cobre es sumamente importante para la industria que se dedica a realizar cables eléctricos, los cuales van a proporcionar un beneficio a la sociedad.

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BIBLIOGRAFÍA

http://revistadelconsumidor.gob.mx

http://www.doschivos.com/trabajos/quimica/524.htm

http://es.wikipedia.org/

http://www.uned.es/cristamine/fichas/cobre/cobre.htm

http://www.aim.es/publicaciones/bol2/13_Metalurgia_Cobre.pdf

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