Experimentos con la arcilla montmorillonita: Floculación de la arcilla

Autores:

Miguel Hernández Portillo y Luis Palomo Gil

1) En un matraz Erlenmeyer se disuelve sulfato de cobre en agua obteniendo una disolución con el característico color azul celeste.

 

2) Se corta un trozo de aluminio con una sierra metálica, y se lima su superficie. Inmediatamente se le añade agua para que no se produzca la pasivación del aluminio con oxígeno (reacción para formar óxido de aluminio en su superficie).

 

3) Se añade el aluminio húmedo a la disolución de sulfato de cobre y se agita en el agitador magnético.

 

4) Se produce la reacción de oxidación-reducción entre los iones Cu2+ y el aluminio metálico, depositándose cobre metálico en el fondo del matraz y disolviéndose el aluminio según la reacción:

 

Cu2+  + 2e à  Cu

Al – 3e à Al

 

5) El líquido sobrenadante del precipitado de cobre es una disolución de sulfato de aluminio (floculante). Se toma un poco de disolución con un cuenta gotas y se deposita sobre la dispersión de montmorillonita en agua.

 

6) La disolución de sulfato de aluminio actúa como floculante precipitando la arcilla en suspensión. Este proceso es muy lento (puede durar un día), y elimina la turbidez de la dispersión coloidal de arcilla.

¿Qué se pretende demostrar?

Este experimento muestra como se puede separar la fase dispersa de un coloide mediante la adición de una sustancia llamada floculante. Añadiendo esa sustancia precipita la arcilla dispersa en agua, y podemos separarla por filtración. La precipitación se produce porque la sustancia floculante contiene cationes de aluminio que se unen por atracción electrostática con la arcilla montmorillonita que tiene exceso de carga negativa. La eliminación de la arcilla dispersa es un paso importante en la depuración de aguas ya que las partículas de la arcilla actúan como transportadores de enfermedades. Cuanto mayor es la turbidez del agua que bebemos mayor es el riesgo de enfermar.

Dirigido a:

    • Gran Público
    • Primaria
    • Secundaria
    • Universidad

Materiales necesarios:

Un vaso de precipitados, un matraz Erlenmeyer, sulfato de cobre y trozo de aluminio (por ej. de una antena de televisión desechada), cuentagotas, sierra metálica, lima para metales y un agitador magnético.

Riesgos:

Manejar con las precauciones habituales las sustancias químicas.

Enlaces:

Chemistry: the molecular nature of matter and change. Silberberg, Martin S. McGraw-Hill, 5ª edition, New York (2009).

Observaciones:

La arcilla montmorillonita se usa para hacer mascarillas para la cara que sirve para eliminar la grasa de la piel.

Si se intenta realizar el experimento con virutas de aluminio la reacción no se produce. Es necesario partir de un trozo de aluminio, y una vez limado humedecerlo al momento antes de introducirlo en la disolución de sulfato de cobre.

Galería de imágenes:

Floculación 1

Floculación 2 Antes De Floculación

Floculación 3 Después De Floculación