Wydział Geoinżynierii Wrocław, 15 kwietnia 2012

Górnictwa i Geologii

Politechniki Wrocławskiej

CHEMIA

Sprawozdanie z ćwiczenia

pt. „Ługowanie rud miedzi”

Grupa:

Rok pierwszy

1. Wprowadzenie

Miedź ma barwę czerwonobrązową, jest metalem ciężkim, kowalnym i ciągliwym. Bardzo dobrze przewodzi ciepło i prąd elektryczny (ustępuje tylko srebru) – jednak tę cechę znacznie ograniczyć mogą minimalne domieszki np. fosforu czy arsenu. Miedź staje się odporna na korozję, gdy w wilgotnym środowisku pokrywa się patyną, która zabezpiecza przez korozją (Drzymała, 2012).

Minerały miedzi dzieli się na utlenione i siarczkowe. Miedź w związkach przyjmuje wartościowości +1 i + 2 (wyjątkowo +3). Związki miedzi jednowartościowej są na ogół nietrwałe i łatwo przechodzą na wyższy stopień utlenienia, bardziej znane są związki miedzi dwuwartościowej. Sole miedzi mają barwę niebieską lub zieloną i są w znacznym stopniu toksyczne (Drzymała, 2012).

1. Część doświadczalna

1. Metodyka

Przygotowane 5 g naważki rudy miedzi umieszczono w 3 zlewkach. Do pierwszej dodano 50 cm³ wody destylowanej, do drugiej 50 cm³ 5% HCl, a do trzeciej 50 cm³ 20% HCl. Przez 15 minut prowadzono ługowanie, następnie przesączono zawiesiny, i uzyskane roztwory rozcieńczono w kolbach miarowych (odpowiednio opisanych) do 200cm³.Z kolb miarowych przelano po 50 cm³ roztworów i umieszczono w kolbach stożkowych o pojemności 200 cm³. Do kolby za pomocą pipety dodano 1 cm³ 50% roztworu KJ. Następnie dodano po parę kropel skrobi i poddano miareczkowaniu 0,10 molowym roztworem tiosiarczanu sodu.

1. Obserwacje

Roztwór miedzi z 5% HCl dodaniu KJ zabarwił się na kolor żółty. Po dodaniu roztworu skrobi zmienił kolor na niebieski. Po kolejnym miareczkowaniu Na₂S₂O₃ roztwór zmienił kolor na biały.Przesączony roztwór miedzi z wodą był bezbarwny, nie zmienił barwy po dodaniu ani KJ _, ani roztworu skrobi. Roztwór miedzi z 20% HCl po dodaniu KJ i miareczkowaniu Na₂S₂O₃ zmienił kolor na jasny żółty. Po dodaniu skrobi zmienił kolor na niebieski. Po kolejnym miareczkowaniu Na₂S₂O₃ roztwór stał się biały.

1. Interpetacje

Dzięki miareczkowaniu można obliczyć stężenie jonów w roztworze miareczkowanym za pomocą wzoru:

v₁c₁ = v₂c₂

gdzie:

v₁ - objętość roztworu miareczkującego w cm³

c₁ – stężanie roztworu miareczkującego w mol/dm³

v₂ – objętość roztworu miareczkowanego w cm³

c₂ – stężenie roztworu miareczkowanego w mol/dm³.

Po przekształceniu wzoru i podstawieniu danych z doświadczenia otrzymano stężenie jonów miedziowych w roztworze.

Roztwór H₂O

Założono, że w roztworze powstałym podczas ługownia nie ma jonów miedziowych, nie poddano go miareczkowaniu (roztwór po dodaniu KJ oraz skrobi nie zmienił barwy).

a) Stężenie:

v₁ = 50 cm³

v₂ = 0,6 cm³

c₂ = 0,1 mol/dm³

c₁ = 0,00024 mol/dm³

b) Procentowy stopień wyługowania miedzi:

0, 05 • 1, 2 • 10⁻³ = 2, 4 • 10⁻⁴ mol – liczba moli Cu w całej kolbie

1 mol = 63,54 g Cu

2, 4 • 10⁻⁴ = x

x = g

x = 0,01525 g

1,5 % . 5,026 = 0,07539 g – wartość miedzi w rudzie

$\frac{0,01525g}{0,07539g} \bullet 100\% = 20,22815\%$ - stopień wyługowania miedzi

Roztwór zawierający 20 % HCl:

a) Stężenie:

v₁ = 50 cm³

v₂ = 0,8 cm³

c₂ = 0,1 mol/dm³

c₁ = 0,00031 mol/dm³

b) Procentowy stopień wyługowania miedzi:

0, 05 • 1, 6 • 10⁻³ = 3, 5 • 10⁻⁴ mol – liczba moli Cu w całej kolbie

1 mol = 63,54 g Cu

3, 5 • 10⁻⁴ = x

x = g

x = 0,02033 g

1, 5%•5, 033 = 0, 07495 g – wartość miedzi w rudzie

$\frac{0,02033g}{0,07495g} \bullet 100\% = 27,12474\%$ (0,02033 g / 0,07495 g) . 100% = 27,1247 % - stopień wyługowania miedzi

Rys.1. Wykres zależności stężenia jonów miedzi w roztworach miareczkowanych od stężenia kwasu solnego

1. Wnioski

Im większe stężenie kwasu, tym większe stężenie jonów miedzi w roztworze. Wytrąca się trudno rozpuszczalnej soli Cu₂J₂. Za pomocą ługowania można otrzymać jony miedzi z jej rud. Proces ten znalazł zastosowanie w metalurgii oraz w procesach urabiania i wzbogacania rudy.

III. Literatura cytowana

Drzymała, J., 2012. Ługowanie rud miedzi, Instrukcja do ćwiczeń z chemii