Metalurgia en miniatura: obtención de cobre con hidrógeno

Una de las formas más sencillas de obtener cobre metálico en el laboratorio es la reducción del óxido con hidrógeno. Este experimento es una versión en miniatura de dicho método que reduce los riesgos propios de emplear hidrógeno y una fuente de calor

Precauciones

En este experimento se utiliza un quemador de alcohol; se debe tener precaución para evitar quemaduras o incendios.
El gas de hidrógeno es muy inflamable.
El óxido de cobre (II) es un material tóxico e irritante. Además es muy tóxico para organismos acuáticos por lo que se deben tomar las medidas adecuadas de eliminación de residuos.
Se deben usar gafas y guantes de protección.

Materiales y procedimiento

Se necesita:

Óxido de cobre(II), 0,1 gramos
Hidrógeno
Jeringuilla de unos 50 mL
Tubo de silicona
Pipeta Pasteur
Quemador de alcohol
Tubo de ensayo de borosilicato

Introducir el óxido de cobre(II) en un tubo de ensayo y calentar para eliminar la humedad.
Pesar 0,1 g del óxido de cobre(II) ya seco e introducirlo en una pipeta Pasteur, aproximadamente en el centro de esta.
Conectar un tubo de silicona a la pipeta Pasteur.
Llenar la jeringuilla con hidrógeno.
Conectar la jeringuilla al extremo libre del tubo de silicona.
Encender el quemador de alcohol y situarlo de forma que caliente la zona de la pipeta Pasteur en contacto con el óxido de cobre(II).
Apretar la jeringuilla poco a poco de forma que el hidrógeno vaya saliendo
Tras aproximadamente tres minutos calentando la pipeta Pasteur y haciendo pasar hidrógeno, apagar el mechero.
Retirar de la pipeta Pasteur. El material habrá adquirido una coloración cobriza, indicando la presencia de cobre.

Variantes

Este experimento también se puede llevar a cabo empleando otros metales. Por ejemplo:

Para obtener plomo se puede usar óxido de plomo(II)
Para obtener cobalto se puede usar óxido de cobalto(II)

Si no se dispone de hidrógeno se puede generar in situ haciendo reaccionar un metal como hierro o zinc con ácido clorhídrico. Para ello se necesita:

Matraz Erlenmeyer
Limaduras de hierro o zinc
Ácido clorhídrico
Tapón para Erlenmeyer con agujero
Tubo de silicona

Se introducen las limaduras de hierro o zinc en el matraz Erlenmeyer.
Se introduce el tubo de silicona en el tapón.
Se agrega ácido clorhídrico en el matraz Erlenmeyer. La mezcla comenzará a burbujear. Se tapa el matraz Erlenmeyer con el tapón.
El gas hidrógeno comenzará a salir por el tubo de silicona.

Bibliografía

Declan Fleming. A visible reduction. Education in Chemistry (Royal Society of Chemistry) 2013. https://eic.rsc.org/exhibition-chemistry/a-visible-reduction/2000038.article (vista en noviembre de 2018).
Nuffield Foundation. Metals and acids experiment. LearnChemistry (Royal Society of Chemistry) 2016. http://www.rsc.org/learn-chemistry/resource/res00000446/metals-and-acids-experiment?cmpid=CMP00005351 (vista en noviembre de 2018)
Gavira Vallejo, José Mª; Paredes Roibás, Denís. Química insólita. Certificado de Formación del Profesorado (Cursos de Formación Permanente de la UNED); Dpto. Ciencias y Técnicas Fisicoquímicas, 2018.