Laboratorio 4 2020

CÁTEDRA DE QUÍMICA INORGÁNICA
PRÁCTICO 4: SÍNTESIS DE UN ALUMBRE: KAl(SO4)2∙12H2O
BIBLIOGRAFÍA
“Química, La Ciencia Central”, T. L. Brown, H. E. LeMay Jr., B. Burnsten. Editorial Prentice‐Hall
Hispanoamericana, México, 9a Edición, 2004, páginas 74 – 103.
TRAER UNA LATA DE ALUMINIO POR SUBGRUPO. PUEDE SER LATA DE CERVEZA O REFRESCO (NO
DIETÉTICO NI ENERGIZANTE).
OBJETIVOS
− Realizar la síntesis (preparación u obtención) de alumbre por reciclado de materiales que contienen

aluminio.
− Ejemplificar la realización de cálculos estequiométricos y determinar el rendimiento de la preparación.
CONCEPTOS PREVIOS
Los alumbres son compuestos inorgánicos de fórmula general MIM’III(SO4)2∙12H2O, siendo MI un catión
monovalente, como por ejemplo catión sodio, catión potasio o catión amonio y M’III un catión trivalente,
como catión aluminio, catión hierro o catión cromo. Estos compuestos
tienen diferentes usos. Son empleados, por ejemplo, como clarificantes del
agua en plantas de tratamiento de aguas municipales. En formulaciones de
antitranspirantes se usan derivados de los alumbres, debido a sus
propiedades astringentes.
Las latas de refrescos pueden ser recicladas fundiéndolas para hacer nuevas
latas o transformándolas químicamente en otros productos de aluminio. En
este práctico se sintetizará un alumbre, de fórmula KAl(SO4)2∙12H2O
(alumbre de aluminio y potasio), a partir del aluminio de una lata de
refresco. Las latas de refresco se recubren interiormente con una delgada
capa de barniz que protege al aluminio del ataque de las sustancias ácidas
de las bebidas. Además, presentan pinturas decorativas en su exterior.
Estos recubrimientos deben removerse para el reciclado.
En el primer paso de la síntesis, el aluminio reacciona con una disolución
de hidróxido de potasio, según se describe en la ecuación redox (1):
2 Al(s) + 2 KOH(ac) + 6 H2O(l) → 2 K[Al(OH)4](ac) + 3 H2(g) (1)
En el segundo paso se agrega ácido sulfúrico a los productos
obtenidos según la ecuación (1), neutralizándose el exceso de
hidróxido de potasio de la etapa anterior y los cuatro iones
hidróxido del ion complejo tetrahidroxoaluminato(III).
La ecuación ácido – base (2) describe esta segunda
neutralización:
K[Al(OH)4](ac) + 2 H2SO4(ac)  KAl(SO4)2(ac) + 4 H2O(l) (2)
Debe emplearse en este paso un exceso de ácido sulfúrico.
LABORATORIO QUÍMICA GENERAL II 1

La solubilidad del alumbre disminuye marcadamente al disminuir la temperatura, por lo
cual, al enfriar la disolución, producto de la reacción (2), en un baño de hielo, cristaliza
el alumbre de aluminio y potasio. Los cristales se filtran y se lavan para eliminar
posibles impurezas arrastrando en particular con un disolvente miscible con agua, la
solución acuosa que contiene el exceso de ácido sulfúrico empleado. Además, el
empleo de un disolvente volátil permite simultáneamente al lavado, secar
rápidamente al aire el sólido obtenido.
MATERIALES Y EQUIPOS
Lija o lana metálica, balanza, papel de filtro, vaso de Bohemia, probeta, varilla de
vidrio, plancha calefactora, campana, pipeta graduada, jarra metálica,
conservadora, bomba de vacío, kitasato, embudo Büchner.
REACTIVOS
Lata de aluminio, hidróxido de potasio, ácido sulfúrico, etanol, carbonato ácido de
sodio, agua destilada.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Síntesis de alumbre:
Cortar un cuadrado de aproximadamente 5 cm de lado de una lata de refresco de aluminio. Quitar la pintura de
ambos lados utilizando una lija o lana metálica. Cortar en pequeños trozos y pesar aproximadamente 0,6
g en un vaso de Bohemia. Anotar la masa.
Lentamente y agitando agregar 25 mL de hidróxido de potasio 1,5 M sobre el aluminio. La reacción produce
hidrógeno, gas que en presencia de oxígeno forma mezclas explosivas, por lo que se debe trabajar en la
campana, verificando que no haya mecheros prendidos en las cercanías.
Luego del agregado de hidróxido de potasio, sumergir el vaso en agua previamente calentada a
ebullición, agitando, hasta la ausencia de partículas de aluminio y de desprendimiento de
hidrógeno. Todo el aluminio reacciona en aproximadamente 15 minutos. Filtrar la disolución por papel
plegado. Agregar gota a gota, con agitación, 10 mL de ácido sulfúrico 9 M. Realizar esta operación en campana. Si
se forma un sólido blanco, calentar el vaso en baño de agua hasta disolución total. Filtrar en caliente por papel
plegado si la disolución no es límpida luego de terminar el agregado del ácido y haber calentado la disolución con
agitación. Para ello precalentar el sistema de filtración (embudo, papel, etc.) empleando agua caliente antes de
filtrar, de forma de evitar que al enfriarse se de la cristalización. Colocar el vaso con la disolución de síntesis en
el baño de hielo para lograr la cristalización del producto. Si no han aparecido cristales a los 15 minutos raspar
con una varilla el fondo y las paredes del vaso, para inducir la cristalización. Medir la temperatura de la
disolución, la cual debe ser igual o menor a 6 °C. Filtrar con embudo Büchner a vacío. Separar y medir
el volumen del filtrado con una probeta. Lavar los cristales con dos porciones de 10 mL de etanol. Luego
del último lavado mantener conectado el kitasato a la bomba de vacío durante unos minutos. Secar los
cristales a temperatura ambiente.
Disposición de residuos
Líquido correspondiente a las aguas madres (filtrado):
El filtrado contiene ácido sulfúrico en exceso. Éste se neutraliza por
agregado de carbonato ácido de sodio, formándose dióxido de carbono gaseoso,
según la ecuación ácido – base (3):
H2SO4(ac) + 2 NaHCO3(s) → Na2SO4(ac) + 2 CO2(g) + 2 H2O(l) (3)
Colocar el filtrado en un vaso de bohemia. Agregar lentamente y
agitando carbonato ácido de sodio hasta que no se vea desprendimiento
gaseoso. Descartar la disolución en la pileta cuando termine el burbujeo.
Líquido correspondiente a los lavados con alcohol etílico:
Descartar en recipiente rotulado como “Etanol para recuperar”.
Posteriormente el etanol se recuperará realizando una destilación.
2 LABORATORIO QUÍMICA GENERAL II

Disposición de producto obtenido
Sólido obtenido:
Almacenar en recipiente rotulado “Alumbre obtenido”.
PREGUNTAS Y EJERCICIOS DE AUTOEVALUACIÓN
1) De las siguientes fórmulas:
i. KAl(SO4)2
ii. KAl(SO4)212H2O
iii. KCr(SO4)212H2O
a) sólo i) corresponde a un alumbre
b) sólo ii) corresponde a un alumbre
c) sólo ii) y iii) corresponden a alumbres
Los ejercicios 2‐4 se refieren al proceso de obtención de alumbre:
2 Al(s) + 2 KOH(ac) + 6 H2O(l)  2 K[Al(OH)4](ac) + 3 H2(g)
K[Al(OH)4](ac) + 2 H2SO4(ac)  KAl(SO4)2(ac) + 4 H2O(l)
2) En la obtención de alumbre se da una reacción redox cuando:
a) se agrega hidróxido de potasio
b) se agrega ácido sulfúrico
c) se agrega bicarbonato de sodio
d) se enfría
3) El agregado de hidróxido de potasio a los trozos de lata de refresco debe hacerse en campana ya
que:
a) el hidróxido de potasio es corrosivo
b) la mezcla es irritante para la piel
c) se desprenden vapores tóxicos
d) se produce un gas combustible
4) Si se parte de 0,5 g de trozos de lata de refresco y cantidad suficiente del resto de los reactivos,
se obtiene 4,5 g de alumbre. El rendimiento para el proceso es:
a) 51 %
b) 94 %
c) ligeramente mayor que 51 % ya que no se tiene en cuenta las pérdidas por solubilidad
d) menor que 51 % ya que no se tiene en cuenta la pureza desconocida de la muestra
LABORATORIO QUÍMICA GENERAL II 3

Hojas de seguridad de los reactivos:
Hidróxido de potasio
Ácido sulfúrico
Bicarbonato de sodio
Etanol
4 LABORATORIO QUÍMICA GENERAL II

INFORME de PRÁCTICO 4: SÍNTESIS DE UN ALUMBRE KAl(SO4)2∙12H2O
FECHA GRUPO CANASTO
INTEGRANTES
Datos, Cálculos y Resultados
Masa de aluminio: _______ g
Cantidad de aluminio: _______ mol
Peso fórmula de KAl(SO4)2∙12H2O: _________ g/mol
Masa de alumbre que se obtendría, suponiendo un rendimiento del 100 %: _________ g
Valoración del sólido obtenido (marcar con una

Masa de alumbre obtenida: _________ g cruz en el que corresponda):
Aspecto: Olor:
Rendimiento de la síntesis: _________ % Seco:____ Disolvente:____
Mojado:____ Otro:____
Al separar los cristales de alumbre por filtración, una cierta masa de alumbre permanece disuelta en el
filtrado. La solubilidad del alumbre a 6 °C es 1,7 g/L. Estime la masa de alumbre que permanece disuelta
en el filtrado, suponiendo que la cristalización se realizó a 6 °C.
Volumen de filtrado: _________ mL
Masa de alumbre disuelta: _________ g
Esa masa de alumbre constituye una “pérdida por solubilidad”. ¿Por qué se la denomina de esa manera?
Agregar comentarios o cálculos cuando se considere necesario
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