sulfato y sulfito (1)

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OBTENCIÓN DE SULFATO DE COBRE Y SULFITO DE 
SODIO MEDIANTE DESTILACIÓN SIMPLE 
AUTORES 
Alexa Cristina Benavides Muñoz (217140025)
1
, Juan Camilo Burbano Narváez 
(218140030)
2
, Ángela Manuela Chaucanés Manchabajoy (217140059)
3 
Grupo 2, Laboratorio de Química Inorgánica I, Departamento de Química, Facultad de Ciencias Exactas, 
Universidad de Nariño. 
alecrist65@gmail.com
1
, juan.burbano2901@gmail.com
2
, cmanuela814@gmail.com
3
 
Julio 05 del 2022 
 
RESUMEN 
En esta práctica se hizo reaccionar ácido sulfúrico concentrado y cobre para la obtención de sulfato de cobre pentahidratado, 
la solución de sulfato de cobre obtenida se saturó, se filtró en caliente y se dejó enfriar para obtener los cristales de este 
compuesto, el sulfito de sodio se obtuvo al reaccionar el dióxido de azufre obtenido en la reacción principal con una solución 
de carbonato de sodio, este se oxidó a sulfato con peróxido de hidrogeno y se agregó cloruro de bario para la precipitación de 
sulfato de bario; a 0,1 g de los cristales de sulfato de cobre obtenidos se los diluyó en una mínima cantidad de agua y se 
agregó hidróxido de amonio para la formación del complejo de cobre, a esta solución se le agregó alcohol para la 
precipitación del complejo de cobre. 
 
PALABRAS CLAVE: Formación de complejos, Sulfato de cobre, sulfito de sodio, reacción oxido-reducción. 
ABSTRACT 
In this practice the main reaction was done reacted sulfuric acid with Cooper sheet to obtain copper sulfate pentahydrate, the 
copper sulfate solution obtained was saturated, then this was filtered hot and allowed to cool to obtain crystals of this 
compound, sodium sulfite. was obtained by reacting the sulfur dioxide obtained in the main reaction with a solution of sodium 
carbonate, this was oxidized to sulfate with hydrogen peroxide and barium chloride was added for the precipitation of barium 
sulfate; 0.1 g of the copper sulfate crystals obtained were diluted in a minimum amount of water and ammonium hydroxide was 
added for the formation of the copper complex, alcohol was added to this solution for the precipitation of the copper complex. 
KEYWORDS: Complex formation, Copper sulfate, sodium sulfite, oxidation-reduction reaction
 
INTRODUCCIÓN 
El sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4·5H2O) es una 
sal de color azul, que en su forma anhidra (CuSO4) es 
blanca. Se conoce comercialmente con el nombre de 
sulfato de cobre, vitriolo azul o piedra azul, y cristaliza en 
el sistema triclínico. Se emplea, por su acción bactericida y 
plaguicida, en el tratamiento del agua para combatir las 
algas en depósitos y piscinas, en agricultura como 
desinfectante y para la formulación de fungicidas e 
insecticidas, en la conservación de la madera, como 
pigmento, en el tratamiento de textiles y cueros, en la 
preparación del reactivo de Benedict y de Fehling para la 
detección de azúcares, etc. Puede adquirirse en droguerías 
y tiendas para el mantenimiento de piscinas, ya que para 
las experiencias que se describen a continuación, no es 
necesario usar un reactivo de pureza controlada
 [1]
. El 
sulfato de cobre es tóxico por ingestión, inhalación y 
contacto, siendo las dos primeras vías de intoxicación las 
más peligrosas. 
El crecimiento de cristales es un fenómeno muy común en 
la naturaleza, de ahí que sea relativamente fácil de observar 
Para obtener un cristal a partir de una disolución es 
necesario que esta disolución esté sobresaturada de la sal 
en cuestión, esto es, que la concentración de la sal en la 
disolución sea mayor que la de equilibrio para esa 
temperatura. 
Una reacción de óxido-reducción (redox) es un tipo de 
reacción química que implica una transferencia de 
electrones entre dos especies. Una reacción de oxidación-
reducción es cualquier reacción química en la que el 
número de oxidación de una molécula, átomo o ion cambia 
al ganar o perder un electrón. Las reacciones redox son 
comunes y vitales para algunas de las funciones básicas de 
la vida, como la fotosíntesis, la respiración, la combustión 
y la corrosión u oxidación.
 [2] 
 
mailto:alecrist65@gmail.com
mailto:juan.burbano2901@gmail.com
mailto:cmanuela814@gmail.com
METODOLOGÍA 
Para la obtención de sulfato de cobre y sulfito de sodio se 
instaló el montaje de destilación simple sin flujo de agua 
(fig.1), en donde el codo de vidrio al final del montaje 
debía estar sumergido en una solución de carbonato de 
sodio que anteriormente se había disuelto 7 g de Na2CO3 
en 25 ml de agua, luego se añadió 5g de cobre en el balón 
de destilación y se pasó a agregar 16,3 mL de ácido 
sulfúrico al 96%. Seguido a esto se calentó suavemente 
hasta que todo el cobre reaccionó observando la coloración 
azul correspondiente a la formación del sulfato de cobre. 
Al terminar, el residuo solido se dejó enfriar y 
posteriormente se disolvió añadiendo 40 mL de agua 
caliente, se filtró y el filtrado se lo redujo a la mitad por 
evaporación, se dejó enfriar, seguido se filtró los cristales 
formados para luego llevarlos a secar y finalmente se los 
peso para luego purificarlos, además de que el contenido 
del Erlenmeyer que sería el sulfito de sodio se rotuló y se 
guardó para un siguiente experimento. 
 
Fig1. Montaje de destilación simple. 
Para la segunda parte se tomó 0,1 g de los cristales 
formados de sulfato de cobre, se los disolvió en la mínima 
cantidad de agua, seguido a esto se agregó hidróxido de 
amonio gota a gota hasta que se observó que la solución 
fuera translucida, luego se agregó alcohol en porciones de 
5 ml hasta que se obtuvo un precipitado azul. 
Finalmente, a 12 ml de la solución que se había guardado 
de sulfito de sodio se le agrego 10 ml de peróxido de 
hidrógeno, se agitó y posteriormente se adicionó gota a 
gota cloruro de bario al 20% hasta que se observó 
precipitación completa. 
RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
Tabla 1. Peso inicial de cobre y final de sulfato de cobre 
para determinar el rendimiento de la reacción 1. 
Peso inicia Cu (g) 5,101 
Volumen H2SO4 (mL) 16,3 
Peso final CuSO4 (g) 5,271 
 
 
Tabla 2. Observaciones de obtención de sulfato de cobre y 
sulfito de sodio con sus correspondientes comportamientos 
químicos. 
Proceso Observaciones 
 
 
Obtención de CuSO4 y 
Na2SO3 
Burbujeo constante, 
solución verde oscuro, el 
cobre no reaccionó 
completamente, al filtrar 
la solución es de color 
azul translucido. (fig. 2) 
 
 
 
Formación del complejo de 
cobre 
La reacción con el 
NH4OH forma un 
precipitado azul claro en 
la parte inferior y azul 
oscuro en la parte 
superior. Con el alcohol 
se vuelve translucido 
con precipitado azul en 
la parte inferior. (fig. 4) 
 
 
 
Reacción entre Na2SO3 y 
BaCl2 
Reacción exotérmica 
cuando se agrega el 
peróxido de hidrógeno, 
al momento de agregar 
el cloruro de bario la 
solución se tornó blanca 
con precipitado del 
mismo color. (fig. 5) 
 
En la tabla 2 se presentan las observaciones de cada uno de 
los procedimientos realizados para la obtención de sulfato 
de cobre y sulfito de sodio. 
En la primera fase de la obtención de la disolución de 
sulfato de cobre se obtiene mediante una reacción de 
láminas de cobre con ácido sulfúrico y calor (Rx 1). 
𝐶𝑢(𝑠) + 2𝐻2𝑆𝑂4(𝑎𝑐) 
96% ∆
→ 𝐶𝑢𝑆𝑂4(𝑎𝑐) + 𝑆𝑂2(𝑔) + 2𝐻2𝑂(𝑙) 𝑹𝒙 1 
La reacción se realiza con este acido fuerte porque esto 
oxida completamente al cobre, primero migran los iones de 
hidrogeno a la superficie del cobre, segundo hay un flujo 
de electrones sobre la superficie metálica de cobre a los 
iones hidrogeno, tercero hay formación de hidrogeno 
atómico, cuarto se forman las moléculas de hidrogeno y 
finalmente el quinto paso es la liberación de hidrogeno 
molecular desde la superficie del cobre 
[3]
. A mayor 
temperatura es posible una mayor ionización del ácido 
sulfúrico y mayor desprendimiento de hidrógeno que forma 
una capa pasivadora sobre el metal,lo cual facilita la 
reacción de oxidación. Luego se filtró con poca cantidad de 
agua, este proceso se realizó en caliente ya que los cristales 
de sulfato de cobre tienen solubilidad baja a temperaturas 
ambiente y bajas y a altas temperaturas aumenta su 
solubilidad como resultado se da el sulfato de cobre 
pentahidratado lo cual es de color azul como se observa en 
la fig. 2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Se calienta la disolución hasta que el agua se haya 
evaporado, alrededor de 20 minutos a fuego lento se tuvo 
la disolución ya que al haber 40 mL de agua con la que se 
hace la filtración entonces la cantidad de energía necesaria 
para que se evapore el agua era bastante 
[4]
.
 
Finalmente 
aparece un pequeño micelio que indica el inicio de la 
cristalización, la estructura de los cristales se indica en la 
fig. 3, donde el sulfato de cobre pentahidratado se da por 
un enlace iónico entre el Cu-O. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
El peso inicial del cobre en láminas es de 5.101g y el peso 
final reportado luego de un secado de 24 horas es de 5.271 
g con un porcentaje de rendimiento de 103.3% esto se debe 
a que en la primera parte se acidifico mucho al cobre para 
su oxidación y quedo mucho ácido sulfúrico sin reaccionar 
lo cual afecta al peso final de la muestra ya que en al mufla 
de secado la temperatura que se uso fue de 70 ºC y el punto 
de ebullición del H2SO4 es de 334ºC. 
En el segundo procedimiento la reacción que tiene lugar es 
la formación de complejos, al agregar el hidróxido de 
amonio lentamente se observa primero la formación de 
hidróxido de cobre (II) que corresponde a el color azul 
claro de la parte inferior del tubo de ensayo, al seguir 
añadiendo y formar un exceso de amoniaco se forma el ion 
tetraamin cobre (II) 
[5]
, un complejo color azul oscuro 
como se observa en la fig. 4, el equilibrio correspondiente 
a este proceso es: 
𝐶𝑢𝑆𝑂4(𝑎𝑐) + 4 𝑁𝐻4𝑂𝐻(𝑎𝑐) ⇌ ⌈𝐶𝑢(𝑁𝐻3)4⌉𝑆𝑂4(𝑠) + 4𝐻2𝑂 𝑹𝒙 𝟐 
Esta reacción se dio mediante la sustitución de la 
disolución acuosa por un agente de acomplejación que en 
este caso sería el amoniaco, donde el agente de 
acomplejacion hace que se desplace el equilibrio hacia la 
sustitución de todos los ligantes acuosos por el amoniaco, 
la concentración de amoniaco aumenta hacia la izquierda. 
Se observa que, a medida que la concentración de 
amoniaco aumenta, los complejos [Cu(NH3)4]
2+
 se forman 
en secuencia, es decir que no se da en una sola etapa, sino 
que la sustitución se produce molécula a molécula en 4 
pasos 
[6]
. En este compuesto el cobre está ligado a 4 
moléculas de amoniaco por enlace de pares de electrones 
que se forman al compartir dos electrones de cada 
molécula de amoniaco con el ion cobre. Finalmente se 
realizó una prueba de solubilidad donde se utilizó alcohol 
al 96%, debido a la baja solubilidad del complejo teraamin 
cobre (II) en el alcohol se produce un precipitado de color 
azul correspondiente a este complejo y agua, como se 
observa en la figura 4 en la imagen de la derecha aun había 
presencia de hidróxido de cobre y al agregar el alcohol este 
desapareció por completo dejando una solución translucida 
con precipitado azul oscuro 
[7]
. 
 
 
Fig. 4. Formación del complejo, parte izquierda 
con hidróxido de amonio y parte derecha 
después de agregar alcohol. 
Fig. 2. Disolución de sulfato de cobre 
luego de filtración. 
Fig. 3. Izquierda: estructura en esqueleto del sulfato 
de cobre pentahidratado. Derecha: estructura 
molecular del sulfato de cobre pentahidratado 
Como se observa en la Rx 1, el dióxido de azufre (SO2) es 
otro de los productos que se obtiene en la reacción entre el 
cobre y el ácido sulfúrico, el SO2 al estar en estado gaseoso 
pasa por el condensador y por medio del codo de vidrio 
llega al erlenmeyer que contiene una solución de carbonato 
de sodio, el cual es uno de los absorbentes más eficaces 
para la eliminación de SO2, además se considera que la 
reacción entre el carbonato de sodio y el dióxido de azufre 
en solución acuosa es instantánea 
[8]
, y se expresa según la 
siguiente reacción. 
𝑁𝑎2𝐶𝑂3(𝑎𝑐) + 𝑆𝑂2(𝑔) → 𝑁𝑎2𝑆𝑂3(𝑎𝑐) + 𝐶𝑂2(𝑔) 𝑹𝒙 𝟑 
Al ser el carbonato de sodio un compuesto alcalino, la 
reacción se da en medio básico. En este proceso se observó 
un leve burbujeo que corresponde a la liberación de CO2, la 
solución obtenida es incolora que es el color característico 
del sulfito de sodio. 
Al agregarle peróxido de hidrógeno a la solución que 
contiene el sulfito de sodio ocurre la siguiente reacción: 
𝑁𝑎2𝑆𝑂3 (𝑎𝑐) +𝐻2𝑂2(𝑎𝑐) → 𝑁𝑎2𝑆𝑂4(𝑎𝑐) + 𝐻2𝑂(𝑙) 𝑹𝒙 𝟒 
En esta reacción se produjo un incremento de la 
temperatura ya que esta es una reacción exotérmica 
[9]
, lo 
anterior se evidencio ya que el beaker que contenía la 
solución se empezó a calentar lentamente, indicando la 
liberación de energía lo que es característico de las 
reacciones exotérmicas 
[4]
. 
En la reacción 4 se observa que al reaccionar el sulfito de 
sodio con el peróxido de hidrogeno, el producto principal 
resultante es el sulfato de sodio esto se debe a que el 
peróxido de hidrógeno es considerado un buen agente 
oxidante, lo que ocasiona que el azufre cambie de un 
estado de oxidación +IV a un estado de oxidación +VI, 
haciendo que el sulfito presente en la solución se oxide a 
sulfato 
[9]
, la solución obtenida es incolora ya que los 
sulfatos son incoloros en solución acuosa. 
Luego de que la reacción con H2O2 terminara se adicionó 
cloruro de bario ocurriendo la siguiente reacción: 
𝑁𝑎2𝑆𝑂4 (𝑎𝑐) + 𝐵𝑎𝐶𝑙2(𝑎𝑐) → 𝐵𝑎𝑆𝑂4(𝑠) ↓ + 2𝑁𝑎𝐶𝑙(𝑎𝑐) 𝑹𝒙 𝟓 
La reacción 5 es una reacción de doble desplazamiento, en 
estas reacciones se ve implicado un intercambio de enlaces 
entre las especies químicas que reaccionan y como 
resultado se obtienen productos con afiliaciones de enlaces 
similares o idénticos 
[10]
, en este caso ya sean los cationes 
(Ba
2+
 y Na
+
) o los aniones (Cl
-
 y SO4
2-
) se intercambian 
para formar los productos correspondientes (BaSO4 y 
NaCl). Otra característica de estas reacciones es que dan 
como resultado la precipitación de un producto por lo que 
es necesario tener en cuenta la solubilidad de los productos 
resultantes en el medio en el que se trabaje 
[10]
, en este 
caso la reacción se produjo en medio acuoso ocasionando 
que el sulfato de bario precipite en la solución ya que este 
es insoluble en agua, esto se observa en la fig. 5. En la cual 
hay un precipitado blanco en el fondo del beaker y la 
solución se tornó blanca luego de la adición del cloruro de 
bario. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONCLUSIONES 
 Se logró obtener el cuso4 mediante la oxidación de 
láminas de cobre y la ionización del ácido sulfúrico, 
donde se determinó que la cantidad de ácido usado es 
importante para obtener un buen resultado y que esté 
no afecte al rendimiento final. 
 Se obtuvo sulfato de cobre pentahidratado por medio 
de la reacción de cobre y ácido sulfúrico concentrado, 
el cual se identificó cualitativamente por su color azul 
que lo caracteriza. 
 Por medio de reacciones cualitativas se logró 
identificar el complejo de tetraanin cobre (II). 
 Se usó el alcohol para precipitar por completo el 
complejo, debido a que este es insoluble en este 
medio. 
 Se obtuvo sulfito de sodio mediante la reacción de 
dióxido de azufre con carbonato de sodio, el sulfito se 
oxidó a sulfato con peróxido de hidrógeno. 
 Se obtuvo cualitativamente un precipitado blanco que 
corresponde al Sulfato de Bario el cual se formó al 
reaccionar sulfato de sodio y cloruro de bario. 
BIBLIOGRAFÍA 
[1] anónimo. Sulfato de cobre. Revisado en 
https://www.zinsa.com/es/derivados-de-cobre/sulfato-de-
cobre. Consultado el 5 de julio de 2022 
[2] Brown, T.L., LeMay, H.R. Jr., Bursten, B.E., Química. 
La ciencia central, Séptima edición, PearsonEducación, 
1998.
 
[3] Varela V, Alfredo E, Arias, Alexandra, & Reyes, 
Yelitza. (2003). Cinética de la producción de sulfato de 
cobre pentahidratado a partir de chatarra de 
cobre. Revista Técnica de la Facultad de Ingeniería 
Universidad del Zulia, 26(2), 101-108. Recuperado en 05 
Fig. 4. Solución obtenida después de la 
reacción entre el sulfito de sodio y cloruro de 
bario. 
Fig. 4. Solución obtenida después de la 
reacción entre el sulfito de sodio y cloruro de 
bario. 
https://www.zinsa.com/es/derivados-de-cobre/sulfato-de-cobre
https://www.zinsa.com/es/derivados-de-cobre/sulfato-de-cobre
de julio de 2022, de 
http://ve.scielo.org/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S02
54-07702003000200004&lng=es&tlng=es. 
[4] Petrucci, R. H.; Harwood, W. S.; Herring, F. G. 
Química General. Octava edición. Prentice Hall. Madrid, 
2003. 
 [5] Canham, R. (2000). Química inorgánica descriptiva. 
Segunda edición. Ed Pearson education. México. 
[6] S. Immel, F. W. Lichtenthaler (2000) Molecular 
modeling of saccharides, part XXIV. The hydrophobic 
topographies of amylose and its blue iodine complex. 
Starch/Stärke 52, 1-8 
[7] García, D. Peña, M. (2011). Azul, blanco, rojo. 
Homenaje a Lavoisier. Revista eureka sobre enseñanza y 
divulgación de las ciencias. 437-445. 
[8] Sada, E., Kumazawa, H., & Hoshino, T. (1979). 
Absorption of lean SO2 in aqueous solutions of Na2CO3 
and desorption of CO2. The Chemical Engineering Journal, 
18(1), 125–130. doi:10.1016/0300-9467(79)80022-2 
[9] Castillo, J. (2013). Evaluación de rutas de oxidación de 
iones sulfito a sulfato por medio de agentes oxidantes en 
presencia de oxígeno. [Tesis de pregrado, Ingeniería 
Química]. Universidad de los Andes. 
[10] Mortimer E Charles. (2009). Química. México: Grupo 
editorial Iberoamericana