ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA

Ácido sulfúrico y  cobre

1. Con ácido sulfúrico 9M

Se ha visto en QG34  y QG35, en esta misma sección la reacción del ácido nítrico con el cobre. Ahora vamos a ver una reacción mucho mas antigua, puesto que está atestiguada en 1648, por Glauber; la reacción con ácido sulfúrico concentrado y el cobre

Se opera  como en prácticas anteriores, con una viruta de cobre de 1cm de longitud, y una gota de ácido sulfúrico concentrado (fig.1). Si se recuerda con el ácido nítrico, la reacción era inmediata. Aquí tarda casi media hora en comenzar la reacción, y el sulfúrico o el cobre deben estar calientes, sino apenas reacciona (fig.2). Sin embargo la reacción es mucho mas complicada (no se aprecian burbujas), y se observa la aparición de un precipitado marrón gelatinoso (fig. 3 y 4), seguido de pequeñas deposiciones oscuras (negras), todo ello es debido a la formación previa de sulfato de cobre (I), y sulfuro cuproso (negro) (fig.5), al cabo de un tiempo irán apareciendo los clásicos cristales de sulfato de cobre (II), verde azulados (fig.6, 7 y 8)

Proceso general

 

   REDUCC:    2H₂SO₄  + 2e- = SO₄ ^2-+  SO₂+ 2H₂O

   OXIDAC:          Cu     - 2e  = Cu²⁺

        _____________________________________________

                           H₂SO₄  +Cu  =   SO₂(gas)+ CuSO₄

 

Procesos secundarios previos

 

   REDUCC:    4H₂SO₄  + 8e- = S^2-+  4H₂O + 3SO₄ ^2-

   OXIDAC:           8Cu      - 8e-  = 8Cu¹⁺

        ______________________________________________

                            4H₂SO₄  +8Cu =   Cu₂S+ 3Cu₂SO₄+ 4H₂O

 

 

   REDUCC:    4H₂SO₄  + 8e- = S^2-+  4H₂O + 3SO₄ ^2-

   OXIDAC:           4Cu₂SO₄      - 8e-  = 8Cu²⁺ +4SO₄

                         _____________________________________________

                            4H₂SO₄  +4Cu₂SO₄  =   S^2-+ 7CuSO₄+ 4H₂O+Cu²⁺

                                                Cu₂SO₄ =   2Cu¹⁺ +SO4^2-

                       _____________________________________________

                            4H₂SO₄  +5Cu₂SO₄  =  Cu₂S+ 8CuSO₄+ 4H₂O

                                                                           

Estos dos procesos secundarios dan lugar a la conocida ecuación de Pickering, publicada ya en el J.Ch.Soc. de 1878:

                                       4H₂SO₄  +5Cu  =  Cu₂S+ 3CuSO₄+ 4H₂O

 

que justifican el que no se aprecien burbujas de gas, y sí en cambio, motas negras de sulfuro cuproso, y cristales de sulfato de cobre(II)

Posteriormente el sulfuro cuproso pasaría a cúprico  y de ahí a sulfato de cobre (II) (cristales azul-verdosos)  y dióxido de azufre(burbujas) (fig. 8,9,10 y 11)

Fig.1

Fig.2 (ampliación)

Fig.3

Fig.4

Fig.5

Fig.6 (ampliación)

Fig.7

Fig.8

Fig.9(detalle)

Fig.10(detalle)

Fig.11(detalle)

2. Ácido sulfúrico 1M + Cu

Sólo reacciona en caliente  (fig.12 y 13). Se repite el proceso explicado a través de las reacciones anteriores (fig.14-15 y 16)

Fig.12

Fig.13

Fig.14 (detalle)

Fig.15

Fig.16