Laboratorio de química ÍNDICE Paginas 1. OBJETIVOS………………………………………………………………………..…2 2. FUNDAMENTO TEÓRICO…………………………………………………………2 3. PARTE EXPERIMENTAL......................................3 3.1. Exp N°1 Determinación de la fórmula de una sal hibratada ..............................................3 3.2. Exp N°2 Eficiencia de una reacción...............4 3.2.1 En la formación de un precipitado lechoso.....4 3.2.2 Cuando hay desprendimiento de gas………………………….……. ….6 3.2.2.1. Descomposición del KClO 3(s) ………….………………….…. ….6 3.2.2.2. Identificación KCl (s) , mediante AgNO 3 0.1N……….……….....8 4. CUESTIONARIO...........................................10 5. SUGERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.............................14 Universidad Nacional de Ingeniería. Página 1
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Laboratorio de química
ÍNDICE
Paginas
1. OBJETIVOS………………………………………………………………………..…2
2. FUNDAMENTO TEÓRICO…………………………………………………………2
3. PARTE EXPERIMENTAL.........................................................................................3
3.1. Exp N°1 Determinación de la fórmula de una sal hibratada ........................3
3.2. Exp N°2 Eficiencia de una reacción...................................................................4
3.2.1 En la formación de un precipitado lechoso.............................................4
3.2.2 Cuando hay desprendimiento de gas………………………….…….….6
3.2.2.1. Descomposición del KClO3(s)………….………………….….….6
3.2.2.2. Identificación KCl(s), mediante AgNO3 0.1N……….……….....8
1. OBJETIVOS GENERALES. Realizar un análisis de las leyes de la combinación química para elementos
para luego hacerlo extensivo a los compuestos en base a los coeficientes de la ecuación química balanceada.
Entender el grado de pureza de una muestra química y como evaluar el reactivo limitante y el reactivo en exceso.
2. FUNDAMENTO TEÓRICO.Es una herramienta indispensable en la química. Problemas tan diversos como, por ejemplo, la medición de la concentración de ozono en la atmósferaLeyes ponderales
Ley de conservación de la masa o ley de Lavoisier. 1789
Para Lavoisier los cambios en las sustancias no producían la creación o destrucción de materia. Experimentalmente (utilizó y perfeccionó la balanza) demostró que la suma de las masas de los reactivos es igual a la suma de las masas de los productos. “Durante un cambio químico no existe cambio en la masa de los reactivos al convertirse en productos". “La materia no se crea ni se destruye, sino que se transforma
Ley de las proporciones definidas a de la composición constante o ley de Proust. 1801.
Cuando dos o más elementos o compuestos se combinan para formar un mismo compuesto determinado, lo hacen siempre en una proporción en peso fija y constante. La composición centesimal de cualquier compuesto se mantiene constante.
Ley de Dalton de las proporciones múltiples. 1803
Las cantidades de un mismo elemento que se combinan con una cantidad fija de otro para formar varios compuestos están en una relación de números enteros sencillos.
Si dos elementos forman más de un compuesto, las diferentes masas de uno de ellos que se combinan con la misma cantidad del otro, están en una proporción de números enteros y sencillos.
Ley de los volúmenes de combinación de gay-Lussac. 18o8
Ley empírica descubierta al estudiar los volúmenes de los gases reaccionantes y resultantes.
Los volúmenes, medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura, de las sustancias gaseosas que intervienen en una reacción química están en una relación de números enteros sencillos.
3. PARTE EXPERIMENTAL.
3.1. EXPERIMENTO N°1: DETERMINACIÓN DE LA FÓRMULA DE UNA SAL HIDRATADA (CUSO4.XH2O)
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Objetivo.Determinar experimentalmente el número de moléculas de agua que se encuentran en una sal hidratada.
Comprender que la masa de una sustancia cualquiera es constante en una reacción química.
Observaciones.Taramos un crisol con su tapa (limpia y seca), le agregamos aproximadamente 3g de sal hidratada, lo sometimos a calentamiento hasta que la sal hidratada obtenga un color blanquiñoso.
Lo dejamos enfriar 5 minutos, repetimos este proceso una cantidad de veces necesaria, hasta que veamos que la masa de la sal sea constante.
Cálculos.
Material Masa (g)Crisol con tapa 37,35
Crisol con tapa y sal hidratada inicial 41Crisol con tapa y sal anhidra final-1 40Crisol con tapa y sal anhidra final-2 39,5
Por diferencia se obtiene la masa del agua = 1,5g
A partir de la reacción:CuSO4.nH2O + CALOR → CuSO4 + nH2O
Y los datos se obtienen el número de moléculas de agua y la fórmula del hidrato.
63,5+96+18n18n
=2,65 g1,5 g
n=11,56 moles
Diagrama de flujo para encontrar la formula empírica
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Conclusiones.Observamos que se cumple la Ley de Lavoisier (ley de la conservación de las masas), lo comprobamos experimentalmente en la experiencia.
Recomendaciones.En esta experiencia es recomendable mucha paciencia, debido a que se debe de evaporar el agua de la sal hidratada, por lo que debemos de alcanzar la temperatura indicada.Se debe repetir la experiencia las veces indicadas para así alcanzar una masa constante.
3.2. EXPERIMENTO N°2: EFICIENCIA DE UNA REACCIÓN
3.2.1. En la formación de un precipitado lechoso.
Objetivo.Determinar la eficiencia de una reacción a través de la formación de un precipitado y el desprendimiento de gases.
Comprender la diferencia entre el rendimiento real y el teórico y con ello, la eficiencia o porcentaje de rendimiento para obtener un determinado producto.
Observaciones.Mezclamos en un vaso limpio 10 mL de solución acuosa de BaCl2 0,2M y luego 10
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mL de solución acuosa de Na2CO3 0,2M. Observamos una sustancia blanquecina y lechosa.
Filtramos la sustancia hasta obtener una mezcla acuosa, secar la mezcla teniendo cuidado que el papel no se queme.Dejamos enfriar unos 4 minutos y pesamos el papel filtro con precipitado seco (este precipitado tiene color blanco).
Cálculos y Resultados.
Material Masa (g)
Papel de filtro 0,6
Papel de filtro con producto seco-1
2,9
Papel de filtro con producto seco-2
2,4
Por diferencia se obtiene la masa del precipitado = 1,8gEn la reacción química realizada en el laboratorio, se observa que se formó un precipitado, y se sabe que el cloruro de sodio es un compuesto que se diluye fácilmente. Por lo tanto, presumimos que es el Carbonato de bario el compuesto que se precipita.
Na2CO3 + BaCl2 → BaCO3 + 2NaCl
10ml 10ml 0,2N 0,2N
Masas: 0,106g 0,208g
106 g -------------197g0,106g ------------- X
X=0,197g valor teórico
Experimentalmente masa del precipitado= 0,5g
%R=cantidadrealcantidadteorica
x100= 0,5 g0,197 g
x100=253,8 %
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Diagrama de flujo para hallar el rendimiento de una ecuación
Conclusiones.Se observó que la cantidad de reactivos limitantes determina el rendimiento teórico, es decir que se obtendrá la mayor cantidad de producto a partir de la ecuación balanceada.
Recomendaciones.Para determinar el rendimiento de la reacción es recomendable tener mucha precisión al momento de tarar los distintos elementos utilizados en la experiencia (papel filtro, vaso precipitado, volumen de las sustancias a utilizar, etc.), debido a que las masas de los compuestos son muy pequeñas, y una variación pequeña de las masas puede ocasionar un error grande en el rendimiento hallado.
3.2.2. Cuando hay desprendimiento de gas.
3.2.2.1. Descomposición de KClO3(s)
Objetivos.Identificar los productos de la reacción utilizadas en la descomposición del clorato de potasio, asimismo también determinar la eficiencia de la reacción, en el cual se a utilizado el dióxido de manganeso (MnO2) como catalizador.
Observaciones. Al mezclar el clorato de potasio con el dióxido de manganeso, esta mezcla se torno de un color plomo oscuro, esto debido a las características físicas del dióxido de manganeso, ya que el clorato de potasio en su estado puro es inodoro. Se presenta como un cristal vítreo, con una cristalina centrada de caras. Al calentar esta mezcla se observo una reacción de forma rápida.
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Datos de laboratorio
Material y/o muestra Masa (g)
Tubo de ensayo 21.2
Clorato de potasio 2.9
Tubo de ensayo con KClO3 22.1
Tubo de ensayo con KClO3 y MnO2
22.7
Gráficos
Diagrama de flujo para la descomposición del KClO3 en 3D
Conclusión.Al calentar la mezcla cloruro de potasio y dióxido de manganeso, este último funciona como catalizador acelerando la reacción. En el producto obtenemos cloruro de potasio solido. El oxigeno se puede obtener del aire en forma de gas. A este procedimiento para descomponer el clorato de potasio le conocemos como descomposición catalítica o térmica.
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Mida la masa el tubo de brazo lateral
Adicione 0.1g MnO2 y pese Agregar 1g de KCO3 y pese
Mezcle los sólidos
Alista el sistema
Reacción
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El dióxido de manganeso no reacciona solo participa como catalizador. Recomendaciones.
Buscar otros catalizadores que aceleren la velocidad de la descomposición de una manera mas rápida, de esta manera la reacción se dará a una menor temperatura, lo cual no tendremos que sostener el tubo de ensayo donde esta la reacción por mucho tiempo y evitaríamos una quemadura.Utilizar materiales que soporten temperaturas altas para sostener el tubo de ensayo.
3.2.2.2. Identificación de KCl(s) mediante AgNO3 0.1N Objetivos.
Identificar el cloruro de potasio utilizando el nitrato de plata. Observaciones.
El cloruro de potasio sólido obtenido en el experimento anterior se disuelve con agua destilada, y a través de la filtración se eliminó el catalizador (MnO2). El líquido obtenido es incoloro; se pipeteo unos 0.5ml de esta solución con 3 gotas de dicromato de potasio (K2CrO4) 1M dando una reacción de característica resaltante el color amarillo. Luego le añadimos nitrato de plata AgNO3 que es una sal inorgánica formando una solución de color rojo ladrillo.
Volumen de solución de KCl obtenido
26.5ml
Volumen de solución de KCl A titular
0.5ml
Numero de gotas de solución AgNO3
15
Diagrama de flujo para identificar el KCl en 3D
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KCl(s) obtenido por descomposición
catalítica de KClO3
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Conclusión.
Al mezclar el cloruro de potasio con bicromato de potasio (sólido cristalino naranja-rojizo, soluble en agua que se utiliza para la producción de pirotécnicos, explosivos, colorantes) este reacciona formando una solución acuosa, que al mezclarlo con el nitrato de plata, los iones plata reaccionan con los iones cloro y al no encontrar más cloro reaccionan con los iones cromato.
Recomendaciones.A cada gota que vamos vertiendo de nitrato de plata a la solución agitar constantemente ya que de esta manera la reacción de la solución se hará más notaria a menor cantidad de gotas.
4. CUESTIONARIO.1. Encontrar la siguiente ecuación química con el método ion-electrón e indique la
masa del oxidante necesario para reaccionar con 500mL de Na2C2O4 1,5M.
2. El análisis elemental de un solido orgánico extraído de la goma arábiga (una sustancia chiclosa que se utiliza en pegamentos, tintes y productos farmacéuticos) mostró que contenía 40% de carbono, 6,7% de hidrogeno y 53,3% de oxigeno.Una solución de 0,650g del sólido en 27,8g del disolvente bifenilo tuvo una disminución del punto de congelación de 1,56°C. Determine la formula molecular del sólido.Kf o Kc para el bifenilo es 8°C/m.
Asumimos que la masa del sólido es 100
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C = 4012
= 3,33 = 3,333,33
= 1 La relación que hallamos es:
H = 6,71
= 6,7 = 6,7
3,33 = 2 CxH2xOx M = 30x… (*)
O= 53,316
=3,33 = 3,333,33
= 1
De la formula hallamos la masa molecular ∆T = Kcxm
1,56-0 = 8x0,650
Mx0,0278
M = 120 (redondeando)…(**)
Igualando (*) y (**)120 = 30xX = 4
Entonces la formula molecular es:C4H8O4
3. Escribir la ecuación iónica en los siguientes procesos químicos A) K2Cr2O7 (ac) +HCl (ac) → KCl (ac) +CrCl3 (ac) + Cl2 (g) +H2O (l)
Cr2O72-
+ Cl- → Cr+3 + Cl20 (ecuación iónica no balanceada)
Balance de masas.
Átomos diferentes al O e H
Reducción: Cr2O72- → 2Cr+3
Oxidación: 2Cl- → Cl20
Átomos de oxigeno
Reducción: Cr2O72- → 2Cr+3 + 7H2O
Oxidación: 2Cl- → Cl20
Átomos de hidrogeno.
Reducción: 14H+ + Cr2O72- → 2Cr+3 + 7H2O
Oxidación: 2Cl- → Cl20
Balance de cargas: adicionando electrones
Reducción: 14H+ +6e-+ Cr2O72- → 2Cr+3 + 7H2O
Oxidación: 2Cl- → Cl20 + 2e-
Sumar las semirreacciones: se eliminan los e- ganados y perdidos.
