Este documento presenta un experimento de laboratorio sobre la ley de conservación de la materia. El objetivo es aplicar esta ley para transformar cobre metálico en varios compuestos de cobre como nitrato de cobre, hidróxido de cobre, sulfato de cobre y fosfato de cobre, y luego recuperar el cobre metálico original. El documento incluye los pasos del procedimiento, cálculos, preguntas y referencias.

1. 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

2. 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.

3. 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

4. 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
𝑔
𝑚𝑜𝑙
)
63.546
𝑔
𝑚𝑜𝑙
𝑑𝑒 𝑐𝑢
𝑥 = 0.11 𝑑𝑒 𝐶𝑙2

5. 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.

6. Diagrama de bloques
Preparación de Nitrato de cobre por oxidación del Cu metálico con ácido nítrico.
a) Se pesan aproximadamente 0.1 g
de cobre metálico en una balanza
analítica (anote el peso exacto con
cuatro cifras decimales). Se enrolla
formando un pequeño ovillo y se
coloca en un matraz Erlenmeyer de
125 mL.
b) En la campana de extracción, se
agregan poco a poco gotas de ácido
nítrico concentrado agitando en
forma circular y con mucho cuidado,
hasta que el cobre esté
completamente disuelto. (Puede
demorar entre 3 a 5 min)
c) La solución resultante
contiene el nitrato de cobre, los
humos generados son de gases
nitrosos. (PRECAUCIÓN:
Evite inhalarlos directamente).
d
d) Se agrega al matraz con
mucho cuidado 20 mL de
agua destilada y se agita
suavemente

7. Preparación de Hidróxido de cobre a partir de nitrato de cobre
a) A la solución azul de nitrato de cobre que se encuentra
en el matraz Erlenmeyer, se le agrega Hidróxido de sodio
8 M gota a gota con agitación constante. Se obtendrá un
precipitado azul de Hidróxido de cobre.
b) La adición de hidróxido de sodio debe
continuar hasta que la solución sea alcalina,
(Probar de tiempo en tiempo con papel tornasol
rojo hasta que cambie a azul) eso asegura que la
precipitación del hidróxido de cobre sea
completa.

8. 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.

9. Preparación de fosfato de cobre a partir del sulfato de cobre.
c) Se adiciona 20 mL de agua
destilada, se tapa el matraz
con un tapón de látex y se
guarda para la siguiente
sesión.
b) Se prueba la solución con
papel tornasol. Si es ácida se
agrega más Hidróxido de
sodio 8 M gota a gota con
agitación constante hasta que
esté francamente alcalina
(papel tornasol rosa pasa a
azul).
a) A la solución que contiene
el sulfato de cobre disuelto, se
le agrega 10 mL de fosfato de
sodio 1 M, agitando
vigorosamente el matraz pero
con cuidado. Se debe formar
un precipitado azul de fosfato
de cobre.

10. 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 de
125 mL limpio debajo del embudo con
el papel filtro que contiene el sólido, y
se le agrega poco a poco
aproximadamente 15 mL de HCl 6 M
para formar el cloruro de cobre soluble
de color verdoso, el cual debe pasar a
través del filtro. Es necesario que el
papel quede blanco.
c) Se enjuaga el papel filtro con agua
destilada utilizando la piseta. (Si es
necesario, se abre el papel para
asegurarse que no quede fosfato de
cobre entre los pliegues sin reaccionar,
en caso de verse ligeramente azul se
agregan unas cuantas gotas de HCl y
luego se enjuaga con una pequeña
cantidad de agua destilada).
MANEJO DE RESIDUOS: El líquido filtrado se coloca en un
frasco rotulado como: “Desechos de Sulfato de sodio alcalinizado
con NaOH”.

11. Preparación de cloruro de cobre a partir
del fosfato de cobre
a) A la solución del cloruro de cobre
que se encuentra en el matraz
Erlenmeyer, agregar un pedazo
(aproximadamente 0.1 g) de cinta de
magnesio lijada (debe verse brillante) y
dejarlo sumergido agitando
cuidadosamente con movimiento
circular hasta que el color verdoso de la
solución desaparezca y se observe la
aparición de un precipitado rojizo.
b) Si se desaparece el color
verdoso y no se ha disuelto el
magnesio en su totalidad, se
debe extraer del matraz para
evitar que siga reaccionando con
el ácido clorhídrico y se forme
cloruro de magnesio adicional.
c) Si se consume todo el magnesio
y el color verdoso de la solución
persiste, se puede agregar otro u
otros trocitos de cinta de
magnesio del mismo tamaño del
primero, hasta lograr la
decoloración, retirando el
sobrante de este metal.
d) Cuando el color verdoso ha
desaparecido dejando un depósito
de cobre de color rojizo, se agita y
se filtra la solución (en un papel
filtro previamente pesado en la
misma balanza analítica que se
empleó para pesar el alambre de
cobre inicial).
e) Una vez que se ha filtrado toda
la solución, se lava con agua
destilada el matraz Erlenmeyer y
se vacía al embudo de filtración
para que todo el cobre pase al
papel filtro. Es muy importante
que no se pierda el cobre en esta
operación.
f) Se lava 3 o 4 veces el
papel filtro con pequeñas
porciones de agua
destilada para evitar que
el cobre obtenido quede
acidificado.
g) Se retira
cuidadosamente el papel
filtro del embudo sin
romperlo, se abre y se
coloca en un vidrio de
reloj 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 el
papel filtro en la misma
balanza analítica, y se calcula
el peso del cobre recuperado
descontando el peso del papel
filtro.
j) Se calcula el porcentaje
de rendimiento, tomando
el peso inicial del cobre
como 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”

12. 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