Cristales de sulfato de cobre


OBSERVACIÓN DE CRISTALES DE SULFATO DE COBRE

 

INTRODUCCIÓN:
El sulfato de cobre es la sal que se obtiene mediante la oxidación de metal de cobre con ácido sulfúrico.

Cu(s.) + H2SO4(aq.) > CuSO4(aq.) + ^H2(g)
CuSO4(s) > Cu(2+) + SO4(-2)

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
-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

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.

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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
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    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
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    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.
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    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.

    Espero que os haya gustado, no dudeis en comentar :)
    Saludos


    26 thoughts on “Cristales de sulfato de cobre

    1. ¿Has probado usar luz polarizada para ver a través de la lupa binocular? Muchos cristales tienen birefringencia y no estoy seguro si el sulfato de cobre no es un poco de este tipo de cristales.
      Puedes obtener una lámina polarizadora de algún display de calculadora o reloj estropeado.
      Buen trabajo 8)
      Saludos de AleSeg

      1. Tomaré el consejo, muchas gracias por seguir mi blog. Lo cierto es que no lo habia probado con una lámina polarizada.

        Un saludo, Einstencito

      1. Pensaba que la tenía pero veo que no, lamento no poder servirle de gran ayuda. La curva como la del nitrato potásico describe un aumento de solubilidad con la temperatura poco más puedo decirle. Porque la curva con los datos de solubilidad en cada punto no los tengo. Lo siento.

        Gracias por visitar mi blog.
        Saludos, Josep Maria

    2. Buen aporte, me podrías decir cuáles son las reacciones que demuestran la cristalización del sulfato de cobre, algo como lo que describias al inicio con el cobre y el ácido sulfúrico.
      Gracias

      1. Probablemente te refieras a la cristalización del sulfato cúprico pasando de la fase acuosa al estado cristalino.
        Cu(+2) + SO4(-2) >>> CuSO4(cristales)

        No hay más reacciones desde luego, y casi que no comprendo la pregunta.
        En una cristalización existe un cambio de fase de la disolución a su estado cristalino(sólido) por evaporación del disolvente, pero no existen cambios de la naturaleza de la sustancia, ya que realmente el sulfato de cobre que se disuelve es el mismo que se recoge como cristales azules. En todo caso, cristalizando se logra purificar la sustancia, pero poco más.

        Saludos, Josep Maria

    3. Si me permiten este pequeño aporte a la pregunta anterior:
      La reacción de la cristalización del sulfato de cobre es la que resulta de la evaporación lenta de una solución acuosa de dicha sal;
      CuSO4 + 5H2O = CuSO*5H2O que se lee SULFATO DE COBRE PENTAHIDRATADO.(que son los cristales azules mostrados más arriba)
      Saludos……………

    4. Estaba tratando una de mis plantas con sulfato de cobre, cuando me acordé de una práctica que realice en el laboratorio en 4º ó 5º de bachillerato.

      Fue la obtención de cristales de sulfato de cobre y conseguimos un cristal realmente grande, o eso me pareció a mi.

      Lo rifamos y le toco a mi compañero de laboratorio, lastima.

      A ver si esta vez tengo igual suerte.

      Muchas gracias.

      Victor

      1. Si hablamos de monocristales(como en este caso) tenemos que pensar en una determinada manera de disponerse en el espacio para los átomos formando una red cristalina que dependerá de las características particulares de cada sustancia(Redes de Bravais).
        Recuerda que las impurezas provocan una distorsión en la disposición de los átomos en la red cristalina, pudiendo distorsionar la forma del cristal a nivel macroscópico.

        Saludos

      1. Te sugiero paciencia y mucho insistir, antes de empezar con el sulfato de cobre puedes probar con el cloruro de sodio(sal de mesa) que es más barata y puedes ir jugando (diferencia de temperaturas, dejar evaporar, diferentes concentraciones, etc…). Ánimo y ya me cuentas.

      1. Si utilizas un clip para que cristalice sobre el clip no vas a conseguir nada, sólo que se enturbie la solución. Lo que tiene lugar es una reacción redox, donde el hierro de la capa superficial del clip interacciona con iones Cu(+2), como resultado y debido a que el potencial E=e(red)-e(ox)>0 y por tanto G=-nFE<0, la reacción es espontánea. Puedes buscar en el apartado de electroquímica de cualquier libro de química general. El caso, el cobre se reduce sobre el clip y el hierro se oxida pasando a la disolución. El color cambia de azul a amarillo por la presencia de Fe(+3) en solución.
        Si quieres invertir el proceso podrias aplicar una diferencia de potencial (electricidad) a la disolución para que el cobre se oxide, pero no sé si tendrás éxito, quizás se formen óxidos de alcalis que hagan precipitar a los metales de la solución. Lo ideal sería usar sulfúrico diluído y agua oxigenada para favorecer la disolución del cobre y al final simplemente recoges los cristales de CuSO4 evaporando el agua.

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