Prac 5 LAB Completa
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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
UNIDAD PROFESIONAL INTERDISIPLINARIA DE INGENIERIA Y CIENCIAS SOCIALES Y ADMINISTRATIVAS.
LABORATORIO DE APLICACIÓN DE PROCESOS INDUSTRIALES
PROF. GONZALEZ
REYES MARIA ESTHER.
SECUENCIA: 2AM95
PRÁCTICA 5:
Producción de cobre
FECHA DE ENTREGA: 2 DE MAYO DE 2012
EQUIPO: 1
INTEGRANTES:
NOMBRE FIRMAALVA RUISECO ANGELICA MARIA
CARRILLO RIVERA MARICELA
CASTILLO BALDERAS BRENDA BERENICE
CID PINTADO DIALA IVONNE
1
ÍNDICE
Resumen………………………………………………………………………………..3
Diagrama de flujo………………………………………………………………….......4
Diagrama de símbolos ………………………………………………………………..5
Tabla de resultados y Observaciones…………………………………………........8
Cuestionario……………………………………………………………………………9
Glosario………………………………………………………………………………..13
Mapa mental…………………………………………………………………….........14
Conclusiones………………………………………………………………………….19
Bibliografía y páginas consultadas ……………………………………………… 20
2
RESUMEN
En esta práctica se obtiene cobre metálico a partir de una muestra de azurita Si identifican operaciones y procesos unitarios así como aplicaciones industriales del metal se establece el balance de materiales y se estima costo de producción.Como experiencias adicionales se observaran minerales fluorescentes y radiactivos.
3
DIAGRAMA DE FLUJO (BLOQUES) DE LA PRACTICA 1 “ELABORACIÓN DE GEL ANTIBACTERIAL”
4
40 ml de acido sulfúrico
1.5g de carbonato de cobre
Se arma el sistema y se conecta a
Decantación Secado en la estufa
Sulfato de cobre+ agua+ bióxido de carbono
Bióxido de carbono + agua
Cobre 0.27 g
Sulfato de Cobre (AC)
DIAGRAMA DE SÍMBOLOS
ç
5
6
7
TABLA DE DATOS, RESULTADOS Y CÁLCULOS
Peso del vidrio de reloj = 3 8.04 g
Solido azurita = 1.5 g
Acido sulfurico = 40 mL
Peso del vidrio de reloj + Cu = 3 8.31 g
Sustitución: P.V.R. Cu – P.V.R. = 38.04 g – 38.31 g
Cantidad de cobre obtenido = .27 g
Una vez que se disolvió la azurita en el acido sulfúrico la mezcla se torno azul y cuando se encendió la fuente de poder la solución perdió su color inicial y se comenzó a desprender el cobre en pequeñas porciones, logramos observar que mientras más burbujeo se efectuaba en la solución era mayor la cantidad obtenida de cobre. El metal que obtuvimos tenía un color rojizo.
Los átomos de cobre se oxidan, se desprenden de la barra y pasan a la disolución:
Cu Cu2+ + 2e
Como cátodo se pone una fina lámina de cobre puro. Los iones Cu2+ de la disolución toman electrones del cátodo y se depositan sobre él:
Cu2+ + 2e Cu
A medida que transcurre la electrólisis la barra de cobre impuro del ánodo se va disolviendo y, a la vez, la lámina que hace de cátodo va aumentando su masa con cobre puro.
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CUESTIONARIO
1. De acuerdo al equipo usado en el experimento contesta lo que se solicita.
a) Nombre del equipo: Celda electrolítica
b) Reacción química que ocurren en la celda: Cu+2+2e−¿0000
→Cu¿
c) Nombre de la técnica utilizada en el recubrimiento de piezas metálicas: Electrólisis
Nombre de cada parte que constituye la celda
Material de que está constituido cada parte
Función de cada parte de la celda
1 Fuete de poder Batería de metal constituido de una carga positiva y otra negativa
Generar energía eléctrica
2 Conexiones electicas (caimanes) Cables eléctricos Llevar energía eléctrica para que se lleve a cabo la reacción.
3 Cátodo Acero inoxidable Se lleva a cabo la reducción.4 Ánodo Zinc Se lleva a cabo la oxidación.5 Electrolito Disolución de CuSO4 Transmitir los iones entre el
cátodo y el ánodo
2. Calcule la cantidad de cobre (en gramos) que puede obtenerse a partir de 5 libras de cada uno de los siguientes minerales:
Mineral Composición química Resultado en gramosMalaquita Cu CO3 .Cu(OH )2 1,303 gCrisocola Cu SiO3 .2H 2O 2,061.16 gCalcopirita Cu2Fe2S4
Cu=63.5C=12O=16H=1 Si=28 Fe=56 S=32
9
454 g1 lb2.87 lb =1,302.98 g
454 g1 lb4.54 lb =2,061.16 g
Malaquita
1)221
Cu CO3 .Cu (OH )2+ 1962H2SO4
00000→
3192CuSO4
+ 543H2O
+ 44CO2
5 lb 4.43lb 100%→
7.22 lb1.22 lb0.99 lb
2) 319
2CuSO4(ac)
0000→
1272Cu+2+
1922SO4
−2
7.22 lb0000→2.87 lb 4.35 lb
Crisocola1)
175.5Cu SiO3 .2H 2O
+ 98H 2SO4
00000→
159.5CuSO4
+ 543H 2O
+ 60SiO2
5 lb2.79 lb100%→
4.54 lb 1.54 lb1.71 lb
2) 159.5
CuSO4 (ac)
0000→
63.5Cu+2+
96SO4
−2
4.54 lb0000→1.81 lb2.73 lb
Calcopirita
10
3. En base a los datos experimentales obtenidos, calcule él % de cobre en el mineral que se les proporciono.
%Cu= masa de cobremasade mineral
(100)
%Cu=masade cobre1.5g
(100)
4. Para la producción de cobre se utilizaron 3 kg de mineral azurita la cual tiene una pureza del 60%, llevándose a cabo dos reacciones químicas. La reacción 1 tiene rendimiento de 80%. El mineral tiene un costo de $95/ kg y el ácido sulfúrico $125/L (densidad deá cido=1 .84kg /L)Las reacciones efectuadas en el laboratorio son:
1) Cu(OH )2 .Cu CO3+2H 2SO 4→2CuSO4+3H 2O+CO2
2) 2C uSO4 (ac)→2Cu+2+2SO 4−2
Calcule:
a) La cantidad de ácido sulfúrico requerido.b) La cantidad de electrolito producido.c) La cantidad de agua, bióxido de carbono y Ion sulfato se formaron.d) La cantidad de Ion cobre generadoe) El costo de producción del cobre considerando solo el costo de materias primas.
Cu=63.5C=12O=16H=1 S=32
Solución
1)221
Cu (OH )2 .Cu CO3
+ 1962H2SO4
00000→
3192CuSO4
+ 543H2O
+ 44CO2
1 .8k g1.6 k g100%→
2.6 k g0 .44 k g0 .36k g
080%→
2.08k g0.352k g 0.288k g
11
2) 319
2CuSO4(ac)
0000→
1272Cu+2+
1922SO4
−2
2 .8k g0000→0.83 k g1.25k g
Resultados:
a) H 2SO4=1.6 kg
b) Electrolito producido (CuSO¿¿4)=2.8 kg¿c) H 2O=0.44 k g
CO2=0.36kg
2SO4−2=1 .25k g
d) 2Cu+2=0.83k g
e) Costo de producción del cobre. Azurita=$95 /kg Á cido sulf ú rico=$125/Lρ á cido sulf ú rico=1.84kg /Lm ácido sulf ú rico=2.66kg
vá cido sulf ú rico=mρ= 1.6kg1.84kg /L
=0.867 L
Costo de Azurita=(3kg )($ 95/kg)=$ 285
Costo de Á cido sulf ú rico=(0.867 L )($125/L)=$ 108.38
Costo de producci ónde cobre=Costode azurita+costo de ácido sulf ú ricoCosto de producci ónde cobre=$285+$108.38
Costo de producci ónde cobre=$393.39
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GLOSARIO DE PALABRAS CLAVE
Cobre: Se trata de un metal de transición de color rojizo y brillo metálico que, junto con la plata y el oro, forma parte de la llamada familia del cobre, se caracteriza por ser uno de los mejores conductores de electricidad. Gracias a su alta conductividad eléctrica, ductilidad y maleabilidad, se ha convertido en el material más utilizado para fabricar cables eléctricos y otros componentes eléctricos y electrónicos.
Anodo: El ánodo es un electrodo en el cual se produce la reacción de oxidación se conecta en la terminal positiva
Mineral: Es aquella sustancia sólida, natural, homogénea, de origen normalmente inorgánico, de composición química definida y cuyos átomos poseen una disposición ordenada
Minería: Es la obtención selectiva de los minerales y otros materiales de la corteza terrestre. También se denomina así a la actividad económica primaria relacionada con la extracción de elementos de los cuales se puede obtener un beneficio económico.
Grafito: El grafito es una de las formas alotrópicas en las que se puede presentar el carbono junto al diamante, los fulerenos, los nanotubos y el grafeno
Aniones: Un anión es un ion con carga eléctrica negativa, es decir, que ha ganado electrones. Los aniones se describen con un estado de oxidación negativo.
Aleación: Es una mezcla homogénea, de propiedades metálicas, que está compuesta de dos o más elementos, de los cuales, al menos uno es un metal
Eelectrolito: Un electrolito o electrólito es cualquier sustancia que contiene iones libres, los que se comportan como un medio conductor eléctrico.
Ion: En química, se define al ion o ion como un átomo o molécula que perdió su neutralidad eléctrica por que ha ganado o perdido electrones de su dotación, originalmente neutra
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Mapa mental 1
ALUMNA: Carrillo Rivera Maricela
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Mapa mental 2
ALUMNA: Castillo
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MAPA MENTAL 3 – CID PINTADO DIALA IVONNE
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Mapa mental 4
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Mapa mental 5
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CONCLUSIONES
La conclusión a la que llegamos todo el equipo es que para llevar a cabo la elaboración del cobre, aprendimos que se necesitan de minerales que resultan tener cierto porcentaje de éste y de otro proceso, como en éste caso lo requerimos, fue la electrolisis.
Por otra parte se sabe que el cobre es uno de los minerales más importantes que se pueden realizar al igual que la plata y si nos damos cuenta y observamos detenidamente, el cobre es sumamente importante para la industria que se dedica a realizar cables eléctricos, los cuales van a proporcionar un beneficio a la sociedad.
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BIBLIOGRAFÍA
http://revistadelconsumidor.gob.mx
http://www.doschivos.com/trabajos/quimica/524.htm
http://es.wikipedia.org/
http://www.uned.es/cristamine/fichas/cobre/cobre.htm
http://www.aim.es/publicaciones/bol2/13_Metalurgia_Cobre.pdf
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