Ley de conservación de la materia

• Adame Madrazo Brandon Alberto

• Domínguez Herrera Guillermo Ricardo

• Martínez Escobar Gerardo Iván

• Ponce Vázquez Jovan

Química Inorgánica Docente: María de Lourdes Nieto Peña

Objetivos

1. El estudiante llevará a cabo un proceso estequiométrico y realizará los

cálculos correspondientes.

2. Aplicará la Ley de la conservación de la materia en un proceso de

transformación del elemento cobre en sus diversos compuestos.

3. El estudiante desarrollará la experiencia en el manejo de procedimientos

fundamentales de laboratorio como son: decantación, filtración y

purificación de un precipitado.

Fundamento

• La ley de conservación de la masa o ley de conservación de la materia o ley de Lomonósov - Lavoisier es una de las leyes fundamentales en todas las ciencias naturales. Fue elaborada independientemente por Mijaíl Lomonósov en1745 y por Antoine Lavoisier en 1785. Se puede enunciar como «En una reacción química ordinaria la masa permanece constante, es decir, la masa consumida de los reactivos es igual a la masa obtenida de los productos».

• Una salvedad que hay que tener en cuenta es la existencia de las reacciones nucleares, en las que la masa sí se modifica de forma sutil, en estos casos en la suma de masas hay que tener en cuenta la equivalencia entre masa y energía. Esta ley es fundamental para una adecuada comprensión de la química. Está detrás de la descripción habitual de las reacciones químicas mediante la ecuación química, y de los métodos gravimétricos de la química analítica.

• La Ley de la conservación de la materia señala que la cantidad de materia se mide por su peso; como el peso permanece constante durante cualquier reacción química, la materia también permanece constante.

• Un cambio ya sea físico o químico no provoca la creación o la destrucción de materia sino únicamente un reordenamiento de las partículas constituyente

Cuestionario

• Calcular teóricamente la cantidad de cloruro de cobre que se obtendrá a partir de 0.1 g de metal cobre.

A partir de ello calcular también, el rendimiento de su proceso hasta obtener nuevamente el cobre

metálico.

𝐶𝑢 + 𝐶𝑙2 → 𝐶𝑢𝐶𝑙2

𝑥 𝑑𝑒 𝐶𝑙2 =(0.1 𝑔 𝑑𝑒 𝐶𝑢)(70.906

𝑔𝑚𝑜𝑙

)

63.546𝑔𝑚𝑜𝑙

𝑑𝑒 𝑐𝑢

𝑥 = 0.11 𝑑𝑒 𝐶𝑙2

Cuestionario

• Formula química: Es la representación de los elementos que forman un compuesto y la proporción en

que se encuentran, o del número de átomos que forman una molécula.

• Reacción química: Es todo proceso termodinámico en el cual una o más sustancias (llamadas reactantes),

por efecto de un factor energético, se transforman, cambiando su estructura molecular y sus enlaces, en

otras sustancias llamadas productos.

• Ecuación química: Es una descripción simbólica de una reacción química. Muestra las sustancias que

reaccionan (llamadas reactivos o reactantes) y las sustancias que se originan (llamadas productos).

• Porcentaje de rendimiento: En química, el rendimiento, también referido como rendimiento

químico y rendimiento de reacción, es la cantidad de producto obtenido en una reacción química.

Diagrama de bloques

Preparación de Nitrato de cobre por oxidación del Cu metálico con ácido nítrico.

a) Se pesan aproximadamente 0.1 gde cobre metálico en una balanzaanalítica (anote el peso exacto concuatro cifras decimales). Se enrollaformando un pequeño ovillo y secoloca en un matraz Erlenmeyer de125 mL.

b) En la campana de extracción, seagregan poco a poco gotas de ácidonítrico concentrado agitando enforma circular y con mucho cuidado,hasta que el cobre estécompletamente disuelto. (Puededemorar entre 3 a 5 min)

c) La solución resultantecontiene el nitrato de cobre, loshumos generados son de gasesnitrosos. (PRECAUCIÓN:Evite inhalarlos directamente).d

d) Se agrega al matraz conmucho cuidado 20 mL deagua destilada y se agitasuavemente

Preparación de Hidróxido de cobre a partir de nitrato de cobre

a) A la solución azul de nitrato de cobre que se encuentraen el matraz Erlenmeyer, se le agrega Hidróxido de sodio8 M gota a gota con agitación constante. Se obtendrá unprecipitado azul de Hidróxido de cobre.

b) La adición de hidróxido de sodio debecontinuar hasta que la solución sea alcalina,(Probar de tiempo en tiempo con papel tornasolrojo hasta que cambie a azul) eso asegura que laprecipitación del hidróxido de cobre seacompleta.

Preparación de Sulfato de cobre a partir del hidróxido de cobre

Al matraz que contiene el precipitado de hidróxido de cobre,

se le agrega lentamente y con agitación constante, ácido sulfúrico 6

M, poco a poco, hasta que todo el precipitado se disuelva.

Preparación de fosfato de cobre a partir del sulfato de cobre.

c) Se adiciona 20 mL de aguadestilada, se tapa el matrazcon un tapón de látex y seguarda para la siguientesesión.

b) Se prueba la solución conpapel tornasol. Si es ácida seagrega más Hidróxido desodio 8 M gota a gota conagitación constante hasta queesté francamente alcalina(papel tornasol rosa pasa aazul).

a) A la solución que contieneel sulfato de cobre disuelto, sele agrega 10 mL de fosfato desodio 1 M, agitandovigorosamente el matraz perocon cuidado. Se debe formarun precipitado azul de fosfatode cobre.

Preparación de cloruro de cobre a partir del fosfato de cobre

a) Se filtra el precipitado de fosfato

de cobre obtenido en el paso IV. Se desecha el

líquido filtrado

b) Se coloca un matraz Erlenmeyer de125 mL limpio debajo del embudo conel papel filtro que contiene el sólido, yse le agrega poco a pocoaproximadamente 15 mL de HCl 6 Mpara formar el cloruro de cobre solublede color verdoso, el cual debe pasar através del filtro. Es necesario que elpapel quede blanco.

c) Se enjuaga el papel filtro con aguadestilada utilizando la piseta. (Si esnecesario, se abre el papel paraasegurarse que no quede fosfato decobre entre los pliegues sin reaccionar,en caso de verse ligeramente azul seagregan unas cuantas gotas de HCl yluego se enjuaga con una pequeñacantidad de agua destilada).

MANEJO DE RESIDUOS: El líquido filtrado se coloca en un

frasco rotulado como: “Desechos de Sulfato de sodio alcalinizado

con NaOH”.

Preparación de cloruro de cobre a partir

del fosfato de cobre

a) A la solución del cloruro de cobreque se encuentra en el matrazErlenmeyer, agregar un pedazo(aproximadamente 0.1 g) de cinta demagnesio lijada (debe verse brillante) ydejarlo sumergido agitandocuidadosamente con movimientocircular hasta que el color verdoso de lasolución desaparezca y se observe laaparición de un precipitado rojizo.

b) Si se desaparece el colorverdoso y no se ha disuelto elmagnesio en su totalidad, sedebe extraer del matraz paraevitar que siga reaccionando conel ácido clorhídrico y se formecloruro de magnesio adicional.

c) Si se consume todo el magnesioy el color verdoso de la soluciónpersiste, se puede agregar otro uotros trocitos de cinta demagnesio del mismo tamaño delprimero, hasta lograr ladecoloración, retirando elsobrante de este metal.

d) Cuando el color verdoso hadesaparecido dejando un depósitode cobre de color rojizo, se agita yse filtra la solución (en un papelfiltro previamente pesado en lamisma balanza analítica que seempleó para pesar el alambre decobre inicial).

e) Una vez que se ha filtrado todala solución, se lava con aguadestilada el matraz Erlenmeyer yse vacía al embudo de filtraciónpara que todo el cobre pase alpapel filtro. Es muy importanteque no se pierda el cobre en estaoperación.

f) Se lava 3 o 4 veces elpapel filtro con pequeñasporciones de aguadestilada para evitar queel cobre obtenido quedeacidificado.

g) Se retiracuidadosamente el papelfiltro del embudo sinromperlo, se abre y secoloca en un vidrio dereloj grande.

h) Se coloca el vidrio con el papel en una estufa de secado a 110 °C durante

una hora aproximadamente para

que se seque totalmente.

i) Una vez seco, se pesa elpapel filtro en la mismabalanza analítica, y se calculael peso del cobre recuperadodescontando el peso del papelfiltro.

j) Se calcula el porcentajede rendimiento, tomandoel peso inicial del cobrecomo el 100 %.

MANEJO DE RESIDUOS: El líquido

filtrado de esta sección se deposita en un

frasco rotulado como: “Desechos de cloruro

de magnesio acidificado con HCl”

Bibliografía

• http://es.wikipedia.org/wiki/Rendimiento_qu%C3%ADmico

• http://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_qu%C3%ADmica

• http://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_qu%C3%ADmica

• http://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%B3rmula_qu%C3%ADmica