MATERIA cambios

Experimento cambio químico de líquido a sólido. Cristalizacion por disolución de la Calcantita (sulfato de cobre) en el laboratorio.

INTRODUCCIÓN:

La operación de cristalización es el proceso por medio del cual se separa un componente de una solución líquida transfiriéndolo a la fase sólida en forma de cristales que precipitan.

La calcantita, es un mineral del grupo VI (sulfatos) según la clasificación de Strunz, descrita por primera vez por François Sulpice Beudant en 1832. Es una piedra semipreciosa de color azul que se sitúa entre la aguamarina y el zafiro.

El sulfato de cobre se emplea hidratado como sulfato de cobre (II) 5hidratos(pentahidratado), sobretodo en la agricultura, como fitosanitario. El sulfato de cobre, tiene una tonalidad azul clara característica que se volverá más oscura con la concentración.

Al calentar esta sustancia por encima de 100º esta se volverá de color blanco, ya que pierde las moléculas de hidratación.

El sulfato de cobre, forma unos cristales triclínicos característicos muy similares a los de un romboedro.

OBJETIVO:

Obtención de cristales de sulfato de cobre bien formados para su posterior observación.

MATERIALES:

-Sulfato de cobre (II) pentahidratado (se compra en una droguería)

-Agua destilada

-Vasos de precipitados

-Tarro de plástico

-Cazo

-Placa calefactor o fuego a gas para calentar el agua

-Balanza de precisión

-Pipetas Pasteur

-Microscopio biológico o lupa binocular

-Portaobjetos (ver imagen)

TEORÍA:

Todos sabemos que hay sustancias más solubles que otras, sin embargo lo que tal vez no tengamos demasiado claro es que hay sustancias que se vuelven más solubles con la temperatura y que hay otras (generalmente gases) que se vuelven menos solubles con la temperatura. La curva de solubilidad nos dice como varia la solubilidad de una sustancia en función de la temperatura.

Dentro de la solubilidad vamos a definir algunos términos:

-Solución saturada: es aquella que no admite más soluto (sal) para aquella temperatura

-Solución sobresaturada: es aquella que contiene más soluto del que realmente admite, esto se consigue generalmente aumentando la temperatura.

En este experimento vamos a provocar la cristalización del sulfato de cobre a partir de una disolución sobresaturada para poder observar la morfología (forma) de los cristales.

PROCEDIMIENTO:

Cristalización de una solución sobresaturada:

· Pesamos 40gramos de sulfato de cobre pentahidratado y lo introducimos en el tarro de plástico.

· Llevamos 100ml de agua destilada a ebullición y lo volcamos en el tarro de plástico con cuidado.

· Agitamos bien hasta que los 40gramos de sulfato de cobre se disuelvan.

· Tapamos el tarro de plástico y simplemente esperamos una noche.

· Al dia siguiente observamos los resultados

Cristalización de una solución saturada:

· Partimos de la solución saturada que nos queda después de haber realizado la cristalización de la solución sobresaturada.

· Separamos los cristales de la solución por decantación con cuidado.

· Esperamos unos 3-4 dias para que a medida que se vaya evaporando el agua el sulfato de cobre vaya cristalizando

Observación de cristales a la lupa binocular:

· Pesamos 5gramos de sulfato de cobre y los disolvemos en 100ml de agua destilada.

· Con la ayuda de una pipeta Pasteur o cualquier cuentagotas añadimos 2 gotas sobre el portaobjetos

· Esperemos a que cristalice y observamos a la lupa binocular.

DATOS:

Solubilidad del sulfato de cobre pentahidratado (temperatura ambiente 20ºC): 330gr./l.

O lo que es lo mismo 33gr./100ml.

RESULTADOS:

En las dos fotografías se pueden observar los cristales romboédricos característicos para el sulfato de cobre.

OBSERVACIONES:

Sin embargo la presencia de trazas de otros metales (impurezas) que se encuentran en la red cristalina provocan que no cristalice todo lo bien que nos gustaría y muchas veces podamos observar alguna anomalía en el cristal que observamos.

De esta manera por diferencia de temperatura hemos logrado no solo cristalizar sino además obtener a partir del sulfato de cobre (II) pentahidratado empleado como fitosanitario un sulfato de cobre mucho más puro, esto se debe a que la mayoría de impurezas no siguen el mismo patrón de solubilidad que si sigue el sulfato de cobre (II) tal como se puede observar en las dos imágenes de las curvas de solubilidad. Por lo tanto la sal obtenida es mucho más pura que el reactivo empleado inicialmente.