Sulfato de potasio y alumbre (Reporte)

Universidad de Guanajuato

División de Ciencias Naturales y Exactas

Biología Experimental

Agosto-Diciembre 2016  

 PREPARACIÓN DE SULFATO DE ALUMINIO Y POTASIO (ALUMBRE) A PARTIR DE UNA LATA DE ALUMINIO

 Balandrán Gutiérrez Uriel Eduardo, Espinosa Lira José Iván, Muñoz Carranza Sergio Rodrigo, Gámez Ramírez Roberto y Miranda Gálvez Gabriel Vidblain,

Objetivo:

Concientizar a los alumnos sobre la necesidad de cuidar el medio ambiente, mediante el reciclaje de desechos, en este caso de metales como el aluminio.

Introducir al alumno en la química del aluminio.

Aplicar los conocimientos de estequiometria a una sucesión de reacciones químicas.

Material y reactivos

• Tijeras
• Lata de aluminio
• Agitador de vidrio
• Plancha de calentamiento
• Tina con hielo
• Papel filtro
• Lija para metal
• Vaso de precipitado de 25 mL
• Vaso de 100 mL
• Vidrio de reloj
• Probeta de 25 mL
• Solución de KOH (Hidróxido de potasio)
• H₂SO₄ 9M (Ácido sulfúrico)
• Matraz Kitasato
• Embudo Büchner.
• Mangueras
• Bomba al vació.

Método

Se cortó un trozo cuadrado de aluminio de aproximadamente 3 cm de largo de una lata de refresco utilizando tijeras, este fue tallado con una lija fina para metal, removiendo la pintura y el recubrimiento plástico interno. Fue lavado con agua y secado. Al terminar se pesó en la balanza y se cortó nuevamente en trozos más pequeños que fueron agregados a un vaso de precipitado de 250mL.

Con una probeta, fueron agregados 50mL de solución de KOH 1.4 M de poco en poco dentro de la campana de extracción. Se agitó la mezcla con el agitador y se calentó a temperatura baja para acelerar un poco la reacción. Así se siguió hasta que finalizara de reaccionar y el aluminio quedara completamente disuelto. Una vez enfriado, se filtró por gravedad hasta obtener un líquido claro y uniforme, lavando el filtro con agua destilada.

Se adicionaron 20mL de H₂SO₄ 9M. De manera rápida, y agitando inmediatamente hasta observar que comenzaba el proceso de cristalización. Se calentó hasta lograr disolverlas, se dejó enfriar y pasó a baño helado por 5 min.

Se montó un filtrador al vacío y los cristales fueron filtrados de resto de la solución con ayuda de etanol para lavarlos. Se separó el papel filtro al finalizar la filtración al vacío y se dejó secar. El restante fue pesado para calcular el porcentaje de rendimiento.

Resultados

Masa inicial de aluminio = 1.00g

El alumbre, que será nuestro producto final, deshidratado se escribe KAl(SO₄)₂

Calcularemos su masa molecular

K= 39.098g/mol     Al= 26.981g/mol     S= 32.06g/mol     O= 15.999g/mol

KAl(SO₄)₂ = 258.191g/mol

Teóricamente, 1g de aluminio, nos debería de dar 

258.191/ 26.981 = 9.51 g  de alumbre

La masa de alumbre en el papel filtro registrada al final del experimento fue de 9.26g

Restándole la masa del papel filtro, que es de 0.60g, nos da 8.66g de alumbre

Nuestro rendimiento porcentual es (8.66/9.591)*100 = 90.29 %

El error porcentual lo obtenemos ((9.51 -8.66)/ 9.51)*100 = 9.7%  

Discusión

El aluminio posee una capa de óxido que lo protege del oxígeno del medio, razón por la cual es muy difícil que este material se oxide, tras agregar el hidróxido de potasio, esta base ataca primero el óxido de aluminio para poder disolver el aluminio en estado de oxidación Al⁰ y formar iones Al³⁺, que estarán disueltos en el líquido y así formar hidróxido de aluminio y potasio, que frente a la concentración y cantidad de hidróxido se transformará en un compuesto denominado tetrahidroxialuminato y potasio; esta reacción da como producto un medio de coloración negra debido a los iones de aluminio disueltos.

Tras añadir el ácido sulfúrico, se observa un precipitado de color blanco, que sería el hidróxido de aluminio, que más tarde será disuelto cuando la mezcla se caliente, ya sea por si solo (ácido y agua) o mediante la exposición en una placa de calentamiento; en esta reacción se neutraliza la base y se forma agua y una sal: el sulfato de aluminio y potasio.

Cuando preparamos una disolución y esta se calienta para después enfriarse lentamente, se dice que tenemos una disolución sobresaturada, por lo que los átomos del sólido disuelto comienzan a formar enlaces y pronto, en el medio que ya no puede diluirlos porque alcanzo su capacidad máxima de solubilidad, comienzan a precipitar, de esta manera se producen los cristales.

Conclusión

El reciclaje de aluminio resulta ser un proceso relativamente fácil a comparación del reciclaje de otros metales, además de que durante el mismo no pierde sus características químicas, así este proceso se puede repetir tantas veces se amerite.

Referencias:

Anónimo. Inforeciclaje. (2016). Obtenido el 7 de noviembre del sitio web: http://www.inforeciclaje.com/reciclaje-aluminio.php

Club de ensayos . (2011. Preparación de sulfato de aluminio y potasio . 2016, de Club ensayo/ciencia Sitio web: https://www.clubensayos.com/Ciencia/Preparación-de-sulfato-de-aluminio-y-potasio-alumbre/3197653.html

Grimorio Daniel. Síntesis inorgánica. (2013). Obtenido el 7 de noviembre del 2016 del sitio: http://tuayudaenellaboratorio.blogspot.mx/2013/04/sintesis-inorganica.html

Lentech. Aluminio. (1998). Obtenido el 7 de noviembre del sitioweb:

http://www.lenntech.es/periodica/elementos/al.htm#ixzz4POAtDf7G

Méndez Ángeles. Cristalización. (2010). Obtenido el 7 de noviembre del 2016 del sitio: http://quimica.laguia2000.com/general/cristalizacion