Peso molecular del cobre:
Clase práctica o demostración
Los estudiantes calientan el óxido de cobre (II) en un tubo de vidrio mientras pasan metano sobre él. El óxido de cobre (II) se reduce a cobre. Si los reactivos y los productos se pesan cuidadosamente, se puede deducir la fórmula del óxido de cobre. Esto también podría usarse simplemente como un ejemplo de reducción.
Organización de la lección
Es probable que este experimento tarde hasta una hora, tal vez más para analizar los resultados. Los estudiantes que no han llevado a cabo este tipo de reacción antes pueden encontrar útil que primero se demuestren las técnicas. No es realmente adecuado para una clase práctica para estudiantes menores de 14 años, pero podría ser una demostración útil.
Cada pareja o grupo de estudiantes necesitarán acceso a 2 tomas de gas.
Los estudiantes necesitarán acceso a fósforos o encendedores para encender sus quemadores Bunsen.
Use protección para los ojos.
Óxido de cobre (II), CuO (s), (NOCIVO, PELIGROSO PARA EL MEDIO AMBIENTE) – vea CLEAPSS Hazcard. Para obtener los mejores resultados, utilice óxido de cobre de grado analítico (II) que se haya secado calentando en un plato abierto a 300-400 ° C durante 10 minutos y luego se almacena en un desecador.
Metano (gas natural), CH4 (g), (EXTREMADAMENTE INFLAMABLE) – ver CLEAPSS Hazcard. Es probable que la mayoría de las escuelas usen un grifo de gas de clase para este experimento. Este gas forma mezclas explosivas en el aire
También vale la pena consultar el Manual del Laboratorio CLEAPSS, Sección 13.2.3, para obtener más información sobre este experimento.
Procedimiento
a Pese el tubo de ensayo con el tapón (masa 1). Coloque 2 espátulas de óxido de cobre (II) en el tubo y extiéndalo tanto como sea posible.
b Vuelva a pesar el tubo con el óxido de cobre (masa 2).
c Monte el aparato como se muestra en el diagrama, pero no coloque el quemador Bunsen debajo todavía. Sujete el tubo de ensayo lo más cerca posible del tapón.
d Encienda la llave de paso del gas que está conectada al tubo de ensayo aproximadamente a la mitad para obtener un flujo constante de gas. Esto pasará metano a través del aparato.
e Espere al menos 10 segundos para permitir que todo el aire salga del tubo y luego encienda el gas que sale del orificio al final del tubo. Si este experimento es una actividad estudiantil, un maestro debe supervisar este paso. Tenga cuidado de no inclinarse sobre el tubo al encender el gas. Ajuste el grifo de gas de modo que la llama tenga unos 3 cm de altura.
f Encienda el mechero Bunsen y comience a calentar el óxido de cobre en el tubo. Necesitará usar una llama rugiente (agujero de aire completamente abierto). Deberá recoger el mechero Bunsen y mover la llama para calentar cada parte del óxido de cobre. Asegúrese de que la parte más caliente de la llama del mechero Bunsen (la parte superior del cono interior) se utilice para calentar. Si hay partes que parecen no haber reaccionado, agite suavemente el tubo; hará mucho calor, hágalo sacudiendo suavemente el soporte de la abrazadera.
g Cuando todo el óxido de cobre parece que ha reaccionado (se verá como el cobre), siga calentando durante uno o dos minutos más y luego apague el mechero Bunsen.
h Mantenga el metano sobre el producto a medida que se enfría para evitar que reaccione con el oxígeno presente y vuelva a dar oxido de cobre. Cuando el tubo esté frío, apague el gas.
Peso el tubo de ensayo con el tapón y el producto (masa 3).
Notas de enseñanza
Los estudiantes deberían haber grabado las siguientes masas:
(masa 1) Tubo de prueba + tapón
(masa 2) Tubo de ensayo + tapón + óxido de cobre
(masa 3) Tubo de ensayo + tapón + cobre (producto)
Esto debería permitirles calcular la masa de la masa del óxido de cobre (masa 2) – (masa 1) y la masa del cobre (masa 3) – (masa 1). También deben calcular la disminución de la masa (masa 3) – (masa 2), que corresponde a la masa de oxígeno.
Con esta información pueden calcular la fórmula del óxido de cobre.
Los estudiantes también necesitarán las masas atómicas relativas. El cobre es 63.5 y el oxígeno es 16.
Deben dividir la masa por la masa atómica para cada elemento. Esto dará la cantidad de moles de cada uno.
Habiendo hecho esto para ambos elementos, deberían encontrar la relación entre los dos al dividirlos por el número más pequeño.
La relación debe ser cercana a 1: 1 ya que la fórmula del óxido de cobre es CuO.
Ejemplo de cálculo
Masa de óxido de cobre = 1,76 g
Cobre masivo = 1.43 g
Tan oxígeno masivo = 0.33 g
Número de moles Cu = 1.43 / 63.5 = 0.02251
Numero de moles O = 0.33 / 16 = 0.020625
Divida por el más pequeño para obtener la relación aprox. 1 Cu: 1 O
Esto sugeriría una fórmula de CuO, que es la fórmula correcta.
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Créditos
Este recurso de Química Práctica fue desarrollado por la Nuffield Foundation y la Royal Society of Chemistry.