práctica de laboratorio de las transformaciones sucesivas del cobre. Facultad de Química. UNAM. Ley de conservación de la materia

1. Transformaciones sucesivas del cobre
Problema:
Determinar la masa de cobre después de haberse realizado las siguientes
reacciones
y determinar la fórmula mínima del óxido de cobre:
𝐶𝑢 + 4𝐻𝑁𝑂3 → 𝐶𝑢(𝑁𝑂3)2 + 2𝑁𝑂2 + 2𝐻2 𝑂
𝐶𝑢(𝑁𝑂3)2 + 2𝑁𝑎𝑂𝐻 → 𝐶𝑢(𝑂𝐻)2 + 2𝑁𝑎𝑁𝑂3
𝐶𝑢(𝑂𝐻)2 + ∆ → 𝐶𝑢𝑂 + 𝐻2 𝑂
𝐶𝑢𝑂 + 𝐻2 𝑆𝑂4 → 𝐶𝑢𝑆𝑂4 + 𝐻2 𝑂
𝐶𝑢𝑆𝑂4 + 𝑍𝑛 → 𝐶𝑢 + 𝑍𝑛𝑆𝑂4
Objetivo
Comprobar la ley de la conservación de la materia siguiendo cierta masa de
cobre la cual se ser correcta nuestra hipótesis de que la ley antes mencionada
es válida, debe permanecer constante a la largo de las reacciones
Hipótesis
La masa de cobre inicial será igual a la masa de cobre final demostrando así
que la masa se conservó aun después de las reacciones
Procedimiento Experimental:
En un vaso de precipitados de 250mL se agregaron 3mL de ácido nítrico a 0,5g
de tiras cortas de cobre, reaccionó y se formó una mezcla de color azul donde
se podían observar los reactivos antes mencionados ,se observó un
desprendimiento de gas ,por lo cual la reacción fue llevada a cabo en la
campana de extracción.
0.5𝑔 𝐶𝑢
63.5𝑔
𝑥
4 𝑛 𝐻𝑁𝑂3
1 𝑛 𝐶𝑢
𝑥63.01𝑔 𝐻𝑁𝑂3 = 1.984𝑔
𝐶𝑢 + 4𝐻𝑁𝑂3 → 𝐶𝑢(𝑁𝑂3)2 + 2𝑁𝑂2 + 2𝐻2 𝑂

2. Posteriormente se agregaron 10,5mL de una solución de NaOH 3M para
formar hidróxido de cobre y al mismo tiempo neutralizar el exceso de ácido
nítrico.
𝑜. 9881𝑔 𝐶𝑢(𝑁𝑂3)2 𝑥
2 𝑛 𝑁𝑎𝑂𝐻
1 𝑛 𝐶𝑢(𝑁𝑂3)2
𝑥
40 𝑔 𝑁𝑎𝑂𝐻
1 𝑛
= 0.79048 𝑔
𝐶𝑢(𝑁𝑂3)2 + 2𝑁𝑎𝑂𝐻 → 𝐶𝑢(𝑂𝐻)2 + 2𝑁𝑎𝑁𝑂3
Después la mezcla se calentó para liberar el hidrogeno del hidróxido de cobre
formando oxido de cobre el cual fue separado mediante filtración y lavado por
decantación, a la solución restante le fue extraída y cristalizada la sal de nitrato
de sodio.
𝐶𝑢(𝑂𝐻)2 + ∆ → 𝐶𝑢𝑂 + 𝐻2 𝑂
Luego el óxido de cobre fue colocado en un vaso de precipitados de 250mL a l
cual se le agregaron 20mL de ácido sulfúrico para formar sulfato de cobre.
0.622𝑔 𝐶𝑢𝑂
79.5454
𝑥
1 𝑛 𝐻2 𝑆𝑂4
1 𝑛 𝐶𝑢𝑂
𝑥 98𝑔 𝐻2 𝑆𝑂4 = 0.7663 𝑔
𝐶𝑢𝑂 + 𝐻2 𝑆𝑂4 → 𝐶𝑢𝑆𝑂4 + 𝐻2 𝑂
Para finalizar se agregaron 0,506g Zinc para formar sulfato de zinc y cobre.
1.25𝑔 𝐶𝑢𝑆𝑂4
159.608 𝑔
𝑥
1 𝑛 𝑍𝑛
1 𝑛 𝐶𝑢𝑆𝑂4
𝑥 65.38𝑔 𝑍𝑛
𝐶𝑢𝑆𝑂4 + 𝑍𝑛 → 𝐶𝑢 + 𝑍𝑛𝑆𝑂4
Determinación de la formula mínima del CuO
Porcentaje de composición
(
𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟 𝐶𝑢𝑂
𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟 𝑂
)100 = 20.11%
(
𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟 𝐶𝑢𝑂
𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟 𝐶𝑢
)100 = 79.89

3. Suponiendo que se tienen 100g de compuesto
(
20.11𝑔 𝑂
16
) =1.25
(
79.89𝑔 𝐶𝑢
63.54
) = 1.25
Luego se divide entre el número de mol más pequeño lo cual en este caso se
tiene que ambos son iguales por tanto el resultado será 1, por consiguiente la
formula mínima es CuO
Resultados:
Compuesto
Cu inicial
Teoría
0,5g
Muestra1
0,51g
Muestra2
0,53g
Muestra3
0,52g
HNO3 3mL 3mL 3mL 3mL
NaOH 10,5mL 10mL 10mL 11mL
NaNO3 1.7g 1,9g 1.8g 1.9g
CuO 0,622g 0,64g 0,74g 0,81g
H2SO4 2.58mL 2.5mL 2.0mL 2.0mL
Zn 0,506g 5,602g 2,04g 1,55g
Cu final 0,5g 0,76g 0,96g 0,63g
Conclusiones:
Los resultados fueron contradictorios respecto a nuestra hipótesis inicial
mostrando una masa final mayor a la inicial, dado que es imposible que
hayamos logrado romper con el principio de conservación de la materia, he de
concluir que la masa final debió ser causada por errores experimentales o
contaminación en la gaveta, y no es el resultado de un proceso con 192% de
eficiencia