Determinazione del numero di molecole di acqua nel Solfato di rame pentaidrato

I composti idrati sono composti che cristallizzano legandosi con un numero di molecole di acqua in un rapporto definito e costante. L’acqua di idratazione viene rilasciata sotto forma di vapore acqueo se il composto viene sottoposto ad un energico riscaldamento.

Durata: 30'

Scopo:

Molti composti incorporano nella loro molecola un certo numero di molecole di acqua (chiamata acqua di cristallizzazione) e per questo sono definiti composti idrati. Lo scopo dell’esperienza è quello di determinare, mediante perdita di peso, il numero di moli di acqua legate al solfato di rame e la percentuale di acqua di idratazione.

Teoria:

I composti idrati sono composti che cristallizzano legandosi con un numero di molecole di acqua in un rapporto definito e costante. L’acqua di idratazione viene rilasciata sotto forma di vapore acqueo se il composto viene sottoposto ad un energico riscaldamento.

La reazione reversibile di idratazione/disidratazione è la seguente:

CuSO4  • n H2O → CuSO4 + n H2O

Dove n è il numero di molecole di acqua (di idratazione) legate ad una unità chimica di CuSO4.

E’ da notare che durante la reazione di disidratazione viene assorbito calore infatti riscaldiamo, mentre durante l’idratazione viene ceduto calore e quindi notiamo un aumento di temperatura.

Materiale:

• CuSO4  x n H2O

Strumenti:

• Bilancia tecnica (sensibilità 0,01g)
• Capsula di porcellana
• Becco bunsen
• Treppiede con triangolo refrattario
• Pinza metallica
• Bacchetta di vetro 
• Cucchiaio

Procedimento:

1. Riscaldare la capsula di porcellana con la fiamma ossidante del bunsen per eliminare eventuali impurità ed allontanare l’umidità.
2. Raffreddare la capsula in essiccatore o all’aria
3. Pesare la capsula vuota ed annotare la massa, m1,
4. Aggiungere da 1 a 2 g di Solfato di Rame idrato ed annotare la massa m2 (assegnare ad ogni gruppo
5. una massa diversa), spargendolo su tutta la superficie della capsula in uno strato sottile,
6. Riscaldare la capsula sul bunsen con fiamma ossidante per circa 10 minuti, mescolare con la bacchetta di vetro solo quando il colore iniziale blu è scomparso, il colore del sale anidro deve essere biancastro. Se il sale tende a scurirsi allontanare la capsula dalla fiamma e riprendere il riscaldamento dopo qualche minuto,
7. Raffreddare la capsula in essiccatore o all’aria,
8. Pesare la capsula ed annotare la massa m3, del sale anidro,
9. Effettuare i calcoli tra le masse pesate per ottenere il numero di molecole di acqua di idratazione.

Risultato:

Sapendo che le Masse Molari sono:

di CuSO4 anidro = 159,6 g/mol
di H2O = 18 g/mol

Le moli saranno:

CuSO4 anidro (mol) = m5 (g) / 159,6 (g/mol)

H2O idratazione (mol) = m6 (g) / 18 (g/mol)

n = numero moli di acqua di idratazione = moli H2O idratazione /moli CuSO4 anidro

(arrotondare al numero intero più vicino)

dove n trovato va sostituito in: CuSO4 • nH2O

La percentuale in massa di acqua di idratazione sarà data dalla seguente proporzione

m6 (massaH2O) : m5 (massa CuSO4idrato) = % H2Oidratazione : 100
da cui % H2Oidratazione = (m6 (massaH2O) / m5 (massa CuSO4idrato)) x 100

Consigli di sicurezza:

Il Solfato rameico è irritante a livello cutaneo e oculare, bisogna quindi sempre indossare tutti i dpi necessari. E' inoltre tossico per gli organismi acquatici va quindi smaltito con le apposite modalità.

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Bibliografia:

http://www.leviponti.gov.it/Didattica/Dispense/Chimica/ManualeEsperienzeLaboratorioChimicoBiennio.pdf