EL CICLO DEL COBRE Objetivos • Observar una secuencia de reacciones del cobre que forman un ciclo • Aprender a registrar observaciones referentes a las reacciones químicas y

agruparlas utilizando un esquema de clasificación simple • Practicar técnicas cuantitativas sencillas de laboratorio y determinar el

porcentaje de cobre recuperado

Material Vasos de precipitados de 50 y 250 ml

Pipeta y bomba Soporte, nuez y pinza

Embudo cónico Bomba de vacío Agitador de vidrio Probeta 100 ml Frasco lavador Trípode y rejilla Mechero Bunsen Cobre (virutas) Ácido nítrico comercial Hidróxido de sodio 3 M

Ácido sulfúrico 6 M Cinc

Metanol Espátula fina Vidrio de reloj

Operaciones a realizar Antes de empezar a trabajar es imprescindible que todos los alumnos lleven el material de protección: guantes y gafas Transformación del cobre en nitrato de cobre (II) 1.- Comprueba que tu vaso de precipitados se encuentra limpio y seco, y

determina su masa hasta la centésima de gramo Masa vaso precipitados vacío ………………………………. g 2.- Con el vaso en la balanza, añade aproximadamente 0,50 g de virutas de

cobre. Anota exactamente su masa Masa vaso precipitado + virutas de Cu ………………………………. g 3.- Mide con tu pipeta 10 ml de ácido nítrico comercial y deposítalo en tu vaso

de precipitados de 50 ml. Llévalo a tu mesa y deja la pipeta en lugar seguro.

4.- Coloca el vaso debajo del embudo cónico que está unido a la bomba de vacío. Abre el agua para conseguir un buen vacío debajo del vaso

5.- Con la pipeta toma 4 cm3 de ácido nítrico comercial de tu vaso pequeño y deposítalos dentro del vaso de reacción. Agita suavemente el vaso para conseguir que todo el cobre reaccione, mientras otro compañero limpia bien la pipeta.

6.- Anota las observaciones que realices mientras transcurre la reacción, la cual terminará al cabo de 5 minutos

Observaciones …………………………………………………………………………..…………………………………………………………………………..

6.- Una vez que hayan desaparecido todos los gases, retira el vaso del embudo y añade agua destilada hasta la marca de los 100 ml. Anota tus observaciones

Observaciones …………………………………………………………………………..…………………………………………………………………………..

Transformación del nitrato de cobre (II) en hidróxido de cobre (II) 1.- Toma con la probeta 30 cm3 de la disolución de hidróxido de sodio 3 M 2.- Al mismo tiempo que se agitamos el contenido del vaso de precipitados,

añadimos el contenido de la probeta 3.- Mientras uno anota las observaciones que se hayan realizado, otro limpia y

seca bien la probeta para posteriores operaciones

Observaciones …………………………………………………………………………..…………………………………………………………………………..

Transformación del hidróxido de cobre (II) en óxido de cobre (II) 1.- Enciende el mechero Bunsen, consigue una llama media y colócalo debajo

del trípode con la rejilla 2.- Coloca el vaso de precipitados sobre la rejilla y sin dejar de agitar

continuamente calienta el contenido del vaso 3.- La reacción transcurre al cabo de 10 minutos. Hay que evitar la ebullición

del contenido del vaso, para lo cual retira el mechero Bunsen si ves que esta se produce

4.- Una vez apagado el mechero, continúa agitando durante un minuto más, procurando recuperar todo el sólido que haya podido quedarse por las paredes. Anota todas tus observaciones

Observaciones …………………………………………………………………………..…………………………………………………………………………..

Transformación del óxido de cobre (II) en sulfato de cobre (II) 1.- Mientras se enfría ligeramente el contenido del vaso de precipitados, mide

25 cm3 de ácido sulfúrico 6 M con ayuda de la probeta 2.- Sin dejar de agitar, añade el contenido de la probeta sobre el vaso. La

reacción se completa al cabo de 2-3 minutos. Anota tus observaciones

Observaciones …………………………………………………………………………..…………………………………………………………………………..

Transformación del sulfato de cobre (II) en cobre 1.- Determina la masa del vidrio de reloj Masa vidrio de reloj vacío ………………………………. g 2.- Con ayuda de la espátula añade aproximadamente 1,20 g de cinc en polvo Masa vidrio de reloj + cinc ………………………………. g 3.- Sin dejar de agitar, añade todo el cinc sobre el vaso de precipitados. Anota

tus observaciones

Observaciones …………………………………………………………………………..…………………………………………………………………………..

4.- Continúa agitando hasta que la reacción transcurra completamente. Esto lo observarás cuando deje de haber burbujas.

5.- Si al detenerse la reacción se observase cinc sin reaccionar, pide al profesor el ácido clorhídrico comercial y añade con la pipeta 5 cm3. Limpia bien la pipeta si fuese necesario

6.- Decantar el líquido que sobrenada, evitando perder el cobre producido. Añade 5 cm3 de agua destilada, agita bien la mezcla y decanta de nuevo el líquido sobrenadante

7.- Repite el lavado con agua destilada dos veces más 8.- Tras el último lavado, añade 5 cm3 de metanol. Agita bien la mezcla,

decanta el líquido sobrenadante e introduce el vaso en el interior de la estufa.

9.- Limpia bien todo el material utilizado y déjalo encima de la mesa 10.- En el primer recreo del día siguiente acude al laboratorio para retirar el

vaso del interior de la estufa. 11.- En el segundo recreo acude al laboratorio a determinar la masa del vaso

de precipitado con el cobre que has recuperado. Anota su masa Masa vaso precipitado + cobre recuperado ………………………………. g

Cuestiones a) Escribe e indica en que parte de la práctica se produjeron las reacciones

que a continuación te mostramos. Ajusta cada una de ellas: Óxido de cobre (II) + ácido sulfúrico → sulfato de cobre (II) + agua Cobre + ácido nítrico → nitrato de cobre (II) + tetróxido de dinitrógeno + agua Sulfato de cobre (II) + cinc → sulfato de cinc + cobre Hidróxido de cobre (II) + calor → óxido de cobre (II) Nitrato de cobre (II) + hidróxido de sodio → Hidróxido de cobre (II) + nitrato de sodio

b) Construye un diagrama en el que se muestre el ciclo de cobre con el que has experimentado

c) Busca en libros de química el nombre de las reacciones que han tenido lugar en el ciclo del cobre

d) Calcula el porcentaje de cobre que has recuperado (apartado de cálculos y gráficas). Si no fuese del 100 %, indica en que operaciones de las realizadas has podido perder cobre

e) ¿A qué se debe la distinta apariencia que tiene el cobre antes y después del ciclo?

f) Busca tres aplicaciones del cobre en la vida diaria