Laboratorio Nº 10

INDICE

I. Objetivos pág.2

II. Fundamento Teórico pág. 2

III. Parte Experimental

Experiencia I. DETERMINACIÓN DE LA FORMULA DE UNA SAL HIDRATADApág.3

Experiencia II. EFICIENCIA DE REACCIÓN QUÍMICA pág.4

IV. Cuestionario pág.7

V. Bibliografía pág.9

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ESTEQIOMETRIA

OBJETIVOS:

Comprobar experimentalmente que se cumplen las leyes de la combinación química.

Observar los cambios que se producen e identifican si se produce una reacción química.

Determinar la cantidad de agua presente en una sal hidratada. Comprobar la teoría sobre las reacciones, como el reactivo limitante y la

eficiencia de la reacción.

FUNDAMENTO TEORICO:

ESTEQUIOMETRIA

El termino ESTEQUIOMETRIA se deriva de la palabra griega stoichion que significa medir los elementos Es la rama de la química general que trata de las relaciones cuantitativas, tanto en masa como en volumen entre las sustancias que intervienen en una reacción química.

LEYES PONDERALES

Estas leyes establecen las relaciones entre las masas de los reactantes que se combinan para formar productos.

Ley de la conservación de la masa.

Esta ley fue dada por el químico francés Antoine Lavoisier en el a-o de 1789, y afirma que: "En toda reacción química ordinaria la suma de las masas de las sustancias reaccionantes, es igual a la suma de las masas de sus productos".

Ley de las Proporciones definidas y constantes.

Esta ley fue propuesta por Proust, y afirma que: "En toda reacción química, los reactantes y productos se combinan manteniendo sus mol-g o masas en una proporción constante y definida. De lo anterior se deduce que cualquier exceso de uno de los reactivos deja de combinar o reaccionar".

Ley de Proporciones múltiples

La ley a tratar fue desarrollada por Thompson, Wollaston y Dalton, y establece lo siguiente: "La razón entre las masas de un elemento que se combinan con una masa fija de un segundo elemento, cuando se forman dos o mas compuestos, es una razón entre números enteros sencillos, como 2:1; 3:1; 3:2 o 4:3".

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Ley de Proporciones Reciprocas

Fue planteada por J.B.Ritcher y C.F.Wenzel en 1972, quien establece lo siguiente: "Las masas de diferentes elementos que se combinan con una misma masa de otro elemento dan la relación en que se combinaran entre si, o bien múltiplos o submúltiplos de estas masas".

LEYES VOLUMETRICAS Estas leyes establecen la relación entre los volúmenes de los elementos gaseosos reaccionantes y productos a las mismas condiciones de presión y temperatura.

Ley de los volúmenes de combinación.

Esta ley establece lo siguiente: "A las mismas condiciones de presión y temperatura, existen una relación constante y definida de números enteros sencillos, entre los volúmenes de las sustancias gaseosas que intervienen en una reacción química.

PUREZA DE REACTIVOS (P)

En toda reacción química, las sustancias que intervienen en ella deben ser quimicamente puras, es decir sin mezclas de sustancias extra-as; donde:

%P = mpura ×100 mtotal

RENDIMIENTO DE UN A REACCION (R)

Es la relación porcentual que existe entre una cantidad real obtenida en la practica con respecto a una cantidad estequiométrica obtenida teóricamente.

%R = mreal ×100 = Vreal ×100 Mteorica Vteorico

MOL

También llamado molécula gramo, es la cantidad de una sustancia cuya masa es igual a la masa molecular expresada en gramos. El termino general, un mol de cualquier especie química (atómica, iónica, molecular) contiene un numero de partículas igual a 6.023×10^(23) que es el denominado Numero de Avogadro (No).

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PARTE EXPERIMENTAL

Experiencia I. DETERMINACIÓN DE LA FORMULA DE UNA SAL HIDRATADA

OBSERVACIONES:

Se debe calibra el radiador a una altura aproximada de 1,10 m para obtener así una temperatura aproximada de 100 ºC a la cual se evapora el agua.

Para que el agua se evapore de la sal hidratada demoro un tiempo de 1h: 30 min Se observa que la sal que al inicio tenia una coloración azul se torna blanca. Luego de retirar el crisol del fuego se debe tapar para que no absorba humedad

del ambiente.

CALCULOS Y RESULTADOS:

mcrisol + mtapa = 33,9 g

mtapa + mcrisol + mCuSO4.XH2O = 37,4521

mi = CuSO4.XH2O = 3,5521 g

magua desalojada = 1,2921

mƒ = CuSO4 = 2,26 g

3,5521 ---------- 159,5+18x2,26x ---------- 159,5

18x = 3,5521x159,5 - 159,5 2,26

x = 5,0661

Entonces la formula de la sal proporcionada es:

CuSO4.5H2O

CONCLUSIONES:

Se observa que se cumplen las distintas leyes de las combinaciones químicas. También podemos decir que al realizar los cálculos correctos se pueden obtener

los resultados requeridos.

RECOMENDACIONES:

Se recomienda tener un buen manejo de las balanzas, tener cuidado al momento de vaciar la sal ya que esta podría desperdiciarse y no se obtendría resultados correctos.

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Experiencia II. EFICIENCIA DE REACCIÓN QUÍMICA

2.1. Reacción química con formación de precipitado

OBSERVACIONES:

Se observa que en el momento de adicionar las soluciones de BaCl2 y Na2CO3 a un vaso de precipitado se tiene un líquido lechoso con un precipitado blanco.

Se observa que al momento del filtrado el precipitado esta un muy húmedo y por ello se lleva a la estufa para su secado.

CALCULOS Y RESULTADOS:

Na2CO3(ac) + BaCl2(ac) → BaCO3(s) + 2NaCl

m (papel de filtro) = 0,9863 g

m (papel) + m(precipitado seco) = 1,3330 g

Hallando el porcentaje de rendimiento:

Se sabe que: n=MV

n (Na2CO3(ac)) = (0,2M)(10ml) = 2×10-3mol

n (BaCl2(ac)) = (0,2M)(10ml) = 2×10-3mol

BaCl2(ac) + Na2CO3(ac) → BaCO3(s) + 2NaCl

El reactivo limitante en este caso es el BaCl2.

1 mol BaCl2 ---------- 197,7733 g2×10-3 ---------- m teorica de BaCO3

m teorica de BaCO3 = 0,394 g %R = 0,3467 g ×100 = 87,995%

0.394 g

CONCLUSIONES:

Se observa un alto rendimiento de reacción debido a un buen manejo de las cuantificaciones hechas en la experiencia.

Se puede determinar el reactivo limitante de una reacción para nuestro caso fue el BaCl2.

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2.2. Reacción química con liberación de gas e identificación de los productos de reacción

OBSERVACIONES:

El tubo de ensayo que contiene al KClO3 y al MnO2 al ser sometido a calentamiento se nota un burbujeo. En el instante en que el burbujeo cede queda presente KCl(s) y MnO2

En el momento que al sistema se le agrega agua se forma una solución de color opaco, que al ser filtrado se retiene el paso del MnO2 que dando de esta manera una solución de KCl.

Cuando se adicionan 3 gotas de K2CrO4 se forma un color amarillento. Luego que se le agrega gota a gota AgNO3 0,1 N el sistema adopta color rojo

ladrillo pero al agitar el tubo de ensayo se vuelve a la coloración amarillenta. Después de que se agregaron 25 gotas ya no se puede volver a la coloración amarilla, por lo cual el sistema adopta el color rojo ladrillo.

CALCULOS Y RESULTADOS:

m tubo de ensayo = 20,6 g

m tubo + KClO3 = 21,628 g

m KClO3 = 1,0280 g

m MnO2 = 0,1023 g

En el sistema elaborado se utiliza el MnO2 como un catalizador. Después de ocurrida la reacción se nota que en le tubo queda cloruro de potasio, cuando ya ha ocurrido el burbujeo producido por el oxigeno en el agua.

2 KClO3(s) → 2 (s) + 3O2 (g)

Volumen de KCl obtenido = 17,1 ml

Se toma 0,5ml de KCl y luego se le agrega K2Cr2O4 gota a gota, en este proceso se agita para homogenizar la mezcla.

En el momento de la reacción se torna de un color amarillo, y después de una cierta cantidad de gotas, en este caso 24, de vuelve a un color rojo ladrillo.

Precipitado AgCl (s) y Ag2CrO3(s)

Al titular con iones plata gota a gota se observa un precipitado blanco y rojo. Cuando deja de reaccionar los iones Cl-, entonces reaccionan los iones Cr2O4

-2.

Cl (ac) + Ag+(ac) → AgCl (s)

Precipitado de color blanco

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CrO42- (ac) + 2Ag- (ac) → Ag2CrO4 (s)

Precipitado de color rojo ladrillo

En la titilación

#Ek-g KCl = #Ek-g AgNO3

n KCl x V KCl = n AgNO3 x V AgNO3

n KCl x (0,5 ml) = (1) x (24 gotas)

Como : 1 gota = 0,05 ml

n KCl x (0.5 ml) = (1) x (24 gotas) x (0,05 ml)

Como: N = M x θ : θ = 1

N KCl = M KCl

M KCl = (24) x (0,05) = 2,4 0,5

n KCl = M KCl x V

n KCl = (2,4) x (17,1 x 10-3) = 0,042 mol

n KCl teórico = mKClM

M KCl teórico = (0,042) x (74,5) = 3,129 g

CONCLUSIONES:

Se puede advertir el efecto del MnO2, el cual actúa como catalizador. Se concluye que se llevó acabo una titulación.

IV. CUESTIONARIO

1. Describir medios de agitación y filtración, usos y denominación.

MEDIOS DE FILTRACION

Se pueden tener en mayor o menor medida tres tipos de filtraciones en cuanto a su naturaleza se refiere:

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Filtración mecánica, que consistirá en la retirada mecánica y física de elementos suspendidos en la columna de agua mediante algún tipo de material que los atrape como esponjas, perlón, etc.

Filtración biológica, consiste en la mineralización de compuestos orgánicos mediante bacterias degradándolos en otros inocuos, o al menos, no tan nocivos como los iniciales.

Filtración química, consiste en la eliminación de iones y aniones mediante materiales filtrantes que tengan cierta afinidad química con ellos y los eliminen de la columna de agua.

Lo habitual es conseguir con los medios disponibles una buena filtración biológica acompañada o suple mentada en alguna medida por una filtración mecánica o química. Para ello hay varios sistemas que pasaremos a describir posteriormente en otros apartados de este artículo.

Pasaremos ahora a describir algunos de los sistemas de filtración más usuales de los disponibles en el mercado:

Seco húmedo, consiste en una urna bajo el acuario con algún tipo de material filtrante que se mantiene por encima del nivel del agua y que es donde se produce la filtración biológica. Es muy eficaz y tiene la ventaja de poderse diseñar modularmente con distintas etapas para filtración mecánica, química además de poderse ubicar calentadores, skymer, sondas, etc... La tendencia actual es usar las urnas bajo el acuario como sumidero (sump) para instalar en ellas los aparatos como el skymer o reactores, o incluso refugios de algas.

Filtros de botella, son como termos herméticos que se colocan bajo o al lado del acuario. Tienen una bomba que toma el agua del acuario y retorna de nuevo habiendo pasado por unas etapas filtrantes. Los hay normales, con calentador e interválicos que tienen una mayor eficacia. Tienen la ventaja de no necesitar de rebosaderos o taladros en el acuario. Dado lo expuesto anteriormente tienen también muchos inconvenientes por lo que no son una de las opciones mas recomendables.

Sistema Jaubert, es un sistema que consiste en crear una cámara de agua anóxica bajo el sustrato. El sustrato ha de ser de una altura de unos 10 cms y de un grosor mínimo para conseguir la anoxidad en las capas inferiores. La ventaja es que consigue el ciclo del nitrógeno completo y que es capaz de ceder al sistema una cierta cantidad  de calcio y estroncio.

2. Explicar la función del catalizador. Usar esquemas si es necesario.

Catalizador: es una sustancia (compuesto o elemento) capaz de acelerar (catalizador positivo) o retardar (catalizador negativo o inhibidor) una reacción química, permaneciendo éste mismo inalterado, es por esto que su formula no aparece en la ecuación química global. E4l catalizador proporciona una secuencia alternativa de la reacción con una menor energía de activación (energía mínima para que se inicie la reacción).El catalizador puede emplearse tanto para reacciones endotérmicas como para exotérmicas.

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A continuación se presenta la gráfica de Energía vs. Avance de la reacción para una reacción exotérmica donde se produce liberación de energía.

______ Sin catalizador

______ Con catalizador (E)

3. Proponga el procedimiento de preparación de 250ml de una solución acuosa de CuSO4 0,1M.

Primero se debe de obtener CuSO4 en estado sólido y se debe de pesar unos 15,955 g ya que esta cantidad equivale a 0,1 moles de CuSO4. Esta cantidad se hará disolver en 1 L de agua destilada para conseguir así una concentración de 0,1 M ; luego se deberá verter unos 250 ml en un vaso de precipitado obteniendo como resultado la solución pedida.

4. Hacer un resumen de aproximadamente cinco líneas de la lectura: "Tratamiento d aguas"

El agua no es simplemente agua, frecuentemente tiene impurezas que la hacen inapropiada para algunos fines. El agua destinada a algunas aplicaciones industriales puede requerir un tratamiento previo diferente al del agua destinada para uso domestico. Por otra parte, el agua que ha sido utilizada en una planta química pu8ede necesitar un tratamiento diferente al de las aguas residuales domesticas. Sin embargo, estos diferentes tratamientos del agua tienen una característica común: la de incluir reacciones en disolución acuosa.

BIBLIOGRAFÍA

1. Petrucci, Harwood; Química General; Editorial Prentice Hall 8ª edición, ISBN 84-205-3533-8

2. Whitten, Gurley, Davis; Químicas General; Editorial Mc Graw Hill 8ª edición

3. Brown, H.E. Le May Jr Química, la ciencia central

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