Estequiometria + Conclusiones 5u1y4z

Quinto Laboratorio

QUIMICA GENERAL TEMA • Estequiometria

Nº DE LABORATORIO • Quinto Laboratorio

ALUMNOS • Ramos Lama, Cesar Adan • Goicochea Perez, Diego • Oliva Miranda, Daniel • Solorzano Requena, Juan

PROFESORA • Maria Viera

FECHA DE EJECUCION • 1 de Junio del 2010

FECHA DE ENTREGA • 8 de Junio del 2010 UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA – Facultad de Ingeniería de Petróleo, Gas Natural y Petroquímica

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Quinto Laboratorio

1.

Objetivos

El objetivo es, por medio de los experimentos; la observación de los cambios cualitativos y cuantitativos en una reacción química. La cual, su parte cualitativa va dirigida a verificar el cambio de propiedades de las sustancias que reaccionan y las sustancias que se producirían, mientras que su parte cuantitativa se orienta a la medición de las masas igualmente de las sustancias reaccionantes y sus productos.

2.

Introducción

Por medio del presente trabajo se quiere dar a conocer detalladamente las leyes de la estequiometria por medio de la práctica o la experimentación, para así poder establecer una relación entre los principios teóricos y los hechos experimentales, lo cual nos permitirá verificar los errores cometidos y los cambios producidos en una reacción. El fin de este y de todos los laboratorios es aprender y ampliar más nuestros conocimientos; pero este laboratorio se encargo de expandir nuestros conocimientos en el ámbito de la química y de sus conocidos cálculos estequiometricos y reacciones químicas. Para ello pusimos a prueba distintos reactantes que fueron mezclados con otro para observar que se formaba, y así luego escribir y verificar las variaciones de masa para posteriormente hacer un cálculo estequiometrico de una de estas reacciones.

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3.

Fundamento Teórico

Estequiometria Es la parte de la química que se encarga del estudio cuantitativo de reactivos y productos en una reacción química. Se deriva del griego “Stoicheion” que significa elemento y “Metrón” que significa medir. Se emplea este término para describir los cálculos que comprender relaciones de peso entre átomos de un compuesto, y entre moléculas y átomos en una reacción química.

Reacción Química: Una reacción química o cambio químico es todo proceso químico en el cual dos o más sustancias (llamadas reactivos), por efecto de un factor energético, se transforman en otras sustancias llamadas productos. Esas sustancias pueden ser elementos o compuestos. Un ejemplo de reacción química es la formación de óxido de hierro producida al reaccionar el oxígeno del aire con el hierro. A la representación simbólica de las reacciones se les llama ecuaciones químicas.

Los productos obtenidos a partir de ciertos tipos de reactivos dependen de las condiciones bajo las que se da la reacción química. No obstante, tras un estudio cuidadoso se comprueba que, aunque los productos pueden variar según cambien las condiciones, determinadas cantidades permanecen constantes en cualquier reacción química. Estas cantidades constantes, las magnitudes conservadas, incluyen el número de cada tipo de átomo presente, la carga eléctrica y la masa total. 

Tipos de Reacciones.  Reacciones sin cambio de electrones ( reacción de neutralización, reacción de acido-base, reacción de doble desplazamiento)  Reacciones sin cambio de electrones (REDOX)

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REACCIONES REDOX Las reacciones de reducción-oxidación (también conocidas como reacciones REDOX) son las reacciones de transferencia de electrones. Esta transferencia se produce entre un conjunto de elementos químicos, uno oxidante y uno reductor (una forma reducida y una forma oxidada respectivamente). Para que exista una reacción REDOX, en el sistema debe haber un elemento que ceda electrones y otro que los acepte: 



El agente reductor es aquel elemento químico que suministra electrones de su estructura química al medio, aumentando su estado de oxidación, es decir; oxidándose. El agente oxidante es el elemento químico que tiende a captar esos electrones, quedando con un estado de oxidación inferior al que tenía, es decir; reducido.

Cuando un elemento químico reductor cede electrones al medio se convierte en un elemento oxidado, y la relación que guarda con su precursor queda establecida mediante lo que se llama un par REDOX. Análogamente, se dice que cuando un elemento químico capta electrones del medio se convierte en un elemento reducido, e igualmente forma un par REDOX con su precursor reducido. Las reacciones químicas también se pueden clasificar en reacciones inorgánicas e inorgánicas.

Reacciones Quimicas Reacciones Inorganicas

Reacciones Organicas

Reacción de Acido-Base

Reacción de Combustion

Reacción de Sintesis

Reacción de Desplazamiento

Reacción de Disolucion

Reacción de Precipitacion

Reacción de Combustion

Reacción de Adicion

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4.

Materiales

Piceta

Tubo de ensayo

Papel filtro

Mechero de Bunsen

Balanza

Crisol

Pinza

Embudo

Probeta

Soporte Universal

Vaso de Precipitado

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5.

Procedimiento Experimental

EXPERIMENTO Nº1 Determinación de la eficiencia de una reacción. A) Formación de un precipitado: Preparación del Carbonato de Bario: según la reacción: CO32- + Ba2+ ---> BaCO3(s) 

PROCEDIMIENTO:  Medimos en un vaso de precipitado 10 ml de BaCl2 y después lo echamos al tubo de ensayo, igualmente lo hicimos con 10 ml de Na2CO3 y lo agregamos al tubo anterior.  Dejamos reposar el tubo para que sedimente el precipitado.  Filtramos la mezcla, usando un papel filtro previamente pesado.  Lavamos el filtrado con agua destilada para que no quede residuos.  Colocamos el papel filtro en el calentador.  Después de calentarlo, pesamos el papel filtro con el precipitado.

B) Desprendimiento de un gas: Descomposición del clorato de potasio, según la reacción: KClO3 + Calor ---> KCl + 3O2 

PROCEDIMIENTO:

o Parte (A)   

 



Pesamos nuestro tubo de ensayo, completamente seco. Pesamos aproximadamente 1 gr. de KClO3 y lo echamos al tubo de ensayo. Pesamos 0.1 gr. aproximadamente de MnO2 y lo agregamos al tubo anterior, ya que nos servirá como agente catalizar en el proceso de descomposición. Agitamos la mezcla para que homogenice, mientras en otro tubo colocamos agua hasta la mitad. Después armamos el equipo como se muestra en la figura, asegurando el tubo que va al tubo de agua que quede dentro del agua sin tocar el fondo, calentamos el tubo donde estaba la mezcla y observamos después un burbujeo en el tubo con agua. Cuando vimos que ya no burbujeaba retiramos el tubo con agua y apagamos el mechero, dejamos enfriar el tubo y la diferencia de masa era la cantidad de O2 que se desprendió.

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Agua KClO3 + MnO2

o Parte (B) 

 



Al tubo de ensayo con el producto le agregamos aproximadamente entre 2 a 3 ml de agua destilada y agitamos para que pueda disolver mas rápido su contenido. Dejamos reposar para que asiente la parte solida. Después de eso filtramos y al líquido filtrado le agregamos gota a gota una solución de AgNO3 hasta que se forme un precipitado. Para luego filtrar y pesar el precipitado.

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EXPERIMENTO Nº2 Determinación de la formula de un hidrato.



PROCEDIMIENTO:  Tomamos un crisol y lo pesamos, después le agregamos de 3 a 5 gr. aproximadamente de cristales de hidratos.  Colocamos el crisol sobre el triangulo apoyándolo en el trípode como mostramos en la figura.  Pesamos el crisol con el contenido y la diferencia de peso es el contenido de agua, después de aquello volvimos a calentar el crisol durante 8 minutos y volvimos a pesar el crisol y la diferencia entre la ultima pesada y la primera es el total de agua eliminada.

TRIANGULO

TRIPODE

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6.

Cálculos

EXPERIMENTO Nº1 Determinación de la eficiencia de una reacción. A)

CO32- + Ba2+ ---> BaCO3(s) 10 ml 0.2M

10 ml 0.2M

Por las leyes estequiometricas se sabe entonces que:

nNa CO = (Molaridad) x (Volumen de la solución) 2

3

= (0.2) x (0.01) = 0.002

nBaCl = (Molaridad) x (Volumen de la solución) 2

= (0.2) x (10) = 0.002 Por lo tanto la cantidad de moles producidas por el balance de ecuación de BaCO3 es la misma, lo cual por la sgte. formula obtendríamos la masa que se debería producir de aquel:

mBaCO

3

= (Numero de moles) x (Masa Molecular) = (0.002) x (137(1) + 12(1) + 8(3)) = 0.394 gr.

En el experimento que realizamos, utilizamos un papel filtro para poder filtrar el precipitado los datos que obtuvimos fueron: Peso (gr.) Papel filtro utilizado

0.8054

Papel filtro con el precipitado

0.9504

Por lo tanto el peso del precipitado es: 0.145 gr. Lo cual le da un por UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA – Facultad de Ingeniería de Petróleo, Gas Natural y Petroquímica

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B) Parte (A) Peso (gr.) KClO3

1.1647 gr.

MnO2

0.1215 gr.

Tubo de ensayo utilizado

26.9336 gr.

Peso del tubo de ensayo después de ser calentando con la mezcla: 28.1468 gr. Por lo tanto la diferencia de peso es el oxigeno gaseoso desprendido lo cual es:

mo2 = 28,1983 gr. – 28,1468 gr. = 0,0515 gr. Parte (B) Al liquido filtrado de agregamos agua destilada lo cual formo un precipitado, teniendo los datos sgte. Peso (gr.) Papel filtro utilizado

0.7695 gr. 0.7695 gr.

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7.

Cuestionario

1. Cálculos para la formación de un precipitado Precipitado

Formula

Peso Experimental

Peso Calculado

% % Error Rendimiento

2. Cálculos para el desprendimiento de un gas: parte (A) Producto

Formula

Peso Peso Experimental Calculado

% % Error Rendimiento

3. Cálculos para el desprendimiento de un gas: parte (B) Producto

Formula

Peso Peso Experimental Calculado

% % Error Rendimiento

4. De 3 ejemplos diferentes de reacciones sin cambio en el numero de oxidación y 3 ejemplos diferentes de REDOX REACCIONES SIN CAMBIO EN EL NÚMERO DE OXIDACIÓN:  Reacciones de Doble Desplazamiento  Reacciones de Acido – Base  Reacciones de Neutralización REACCIONES REDOX:  Reacciones de Dismutación  Reacciones de Descomposición UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA – Facultad de Ingeniería de Petróleo, Gas Natural y Petroquímica

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Reacciones de Síntesis

5. Considerando la eficiencia calculada en el experimento 1(A). Determinar que peso de carbonato de bario se obtiene de la reacción de 25 ml de solución 0,5M de Na2CO3 CON 25 ml de solución 0.5M de BaCl2.

6. Calcular que volumen de solución 0.5M de BaCl2 se debe emplear para que se obtenga 5 gr. De BaCO3.

7. Considerando la descomposición de KClO3 y la eficiencia calculada en el experimento 1(B). Determinar el peso de ese compuesto que se debe emplear para obtener 200 ml de O2, medidos en condiciones normales.

8. Determinar el número de moléculas de agua que existe en cada molécula del cristal hidratado.

9. El oxigeno gaseoso generado en la descomposición del clorato de potasio se recoge sobre agua. El volumen de gas recogido a 24°C y la presión atmosférica a 762 mmHg es de 128 ml. Calcúlese la masa en gramos del oxigeno gaseoso obtenido. Si la presión de vapor de agua a 24°C es de 22,4 mmHg.

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8.

Conclusiones

El trabajo experimental universitario es una ayuda didáctica de importancia para la enseñanza de la química, en razón a que promueve la motivación interna del estudiante, lo que desarrollará y optimizará las capacidades para que éste relacione aspectos teóricos con la experiencia de laboratorio y le genere gusto por aprender esta ciencia. En esta propuesta se permite que el estudiante vea experimentalmente la formación de un producto en función del reactivo límite, al mismo tiempo que puede comprobar cuál es la sustancia que actúa como limitante en la reacción química. Igualmente se promueve una visión integradora de las prácticas de química con la informática y la geometría. Es necesario promover en la clase el interés por integrar los aspectos teóricos con las experiencias de laboratorio con el fin de superar problemas en la enseñanza y aprendizaje de la química en temas que tradicionalmente se enseñan expositivamente y alejados del laboratorio.

9.         

Bibliografía

http://www.monografias.com/trabajos15/definiciones-fisica/definiciones-fisica.shtml http://www.cespro.com/Materias/MatContenidos/Contquimica/QUIMICA_INORGANI CA/estequiometria.htm http://es.wikipedia.org/wiki/Estequiometr%C3%ADa Petrucci: Química General, 8ª edición. R. H. Petrucci, W. S. Harwood, F. G. Herring, (Prentice Hall, Madrid, 2003). – Secciones 1.3, 1.4, 4.1, 4.2, 4.4, 4.5 Lozano Lucena, J. J.; Rodríguez Rigual, C. (1992). Química 3: estequiometría (en español), Pearson Alhambra, pp. 64. Muller; Ara Blesa, Antonio (1965). Fundamentos de estequiometría (en español), Editorial Acribia, S.A., pp. 345. http://genesis.uag.mx/edmedia/material/qino/T8.cfm http://www.elergonomista.com/quimica/estequiometria.html http://dta.utalca.cl/quimica/profesor/urzua/cap4/estequi2/esteq2-index.htm

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