Composición de óxidos de cobre

Introducción

La mayor parte de los elementos se presentan en forma natural, El cobre es un elemento escaso, se encuentra en estado natural y en minerales. El metal de color café-rojizo, se obtiene por tostado del mineral para dar Cu2S y luego el cobre metálico.

Los óxidos son minerales en los que el oxígeno forma enlaces con los metales.

Las propiedades físicas y químicas de los óxidos son muy variadas, todos los elementos se combinan, en mayor o menor grado, con el oxigeno para formar óxidos. Todos los óxidos se forman por la combustión directa entre el elemento en cuestión y el oxigeno mediante reacciones exotérmicas que, aunque en algunos casos pueden ser muy lentas.

En el oxido de cobre sus dos estados de oxidación importantes son +1 y +2. El primero es menos estable y se desproporciona o dismuta en disolución.

Todos los compuestos de Cu(I) son diamagnéticos e incoloros, excepto el Cu2O, que es rojo; los compuestos de Cu(II) son paramagnéticos y tienen color. El ion Cu2+ hidratado es azul. Algunos de los compuestos importantes de Cu(II) son el CuO (negro), CuSO4

.5H2O (azul) y CuS (negro).

Expresado de una manera muy general, diremos que la oxidación ocurre cuando un átomo inestable pierde un electrón, lo que permite que el átomo forme un compuesto nuevo con otro elemento.

Objetivo

Determinar la composición de los óxidos de cobre.

Material

Matraz ErlenmeyerMechero BunsenVaso de precipitadoPiseta Oxido de cobreHClAro de aluminio

Método de experimentación

Disolvimos en 10mL de HCl 1 g de CuO, calentamos para terminar la disolución, esperamos a que bajara a temperatura ambiente. Agregamos un aro de aluminio y observamos la reacción; al terminar esta retiramos el aro.

Lavamos el residuo (solido metálico) 2 veces, decantamos y calentamos el matraz para eliminar el agua. Dejamos que enfríe nuevamente y lo pesamos. Para estar seguros de el resultado es optimo repetimos el proceso de calentado, enfriado y pesado.

Resultados y Observaciones

Como producto de esta reacción obtuvimos Cu solido a partir de la reacción del Al con el CuO.La diferencia del peso del matraz con residuo 1 y 2 se debe a que en el primer calentamiento, no evaporamos bien el agua.

Cálculos

peso

Matraz92.109

7 g

Matraz y muestra93.105

9 g

Matraz y residuo 192.939

3 g

Matraz y residuo 292.905

5 g

Cuestionario

1. Describa los cambios observados en reactantes y productos y escriba las ecuaciones químicas.

Al mezclar y calentar HCl con CuO la solución se volvió color verde.

2HCl + Cu2O 2CuCl + H2O

Al agregar Al a la solución, comenzó a efervecer, desprender vapor, y al aro de Al se le formo una capa de color café-rojizo; la solución comenzó a perder color, hasta quedar incolora.

2CuCl + H2O + 2Al 2AlCl + Cu2 + O + H2

2. Calcule la masa de cobre y de oxígeno en el compuesto y determine la formula empírica.

Compuesto: oxido de cobre Cu2O

Masa Composición % cálculos

Formula empírica

Cu2 63.54 g x 2 = 127.08 g 88.82% 88.82 g / 63.54= 1.40 / .70= 2 CuOO 16 g = 16 g 11.18% 11.18 g / 16= .70 / .70= 1

143.08 g 100.00%

3. Calcule el rendimiento teórico y la eficiencia de la reacción de obtención de cobre

4. Explica el efecto que podría tener cada uno de los siguientes factores sobre la relación de moles de Cu / moles de oxigeno:

a. El sólido no se seco antes de pesar.

El solido presentaría agua, y con ella parte del oxigeno que se libero al calentar, por lo que no se obtendría el peso exacto de cobre y oxigeno.

b. Se retiro el aluminio antes de completar la reacción.

La cantidad de cobre obtenida no sería la totalidad de la reacción.

c. Quedo una pequeña pieza de aluminio en el sólido del matraz.

Se sumaría al peso del producto de cobre la pieza de aluminio.

d. El lavado del residuo no fue suficiente.

Tendríamos presentes residuos de acido.

Domínguez R. M., 2005, Química la ciencia básica, editorial Thompson, Madrid. Pág. 349