determinacion de la estequiometria de una reaccion quimica, Guías, Proyectos, Investigaciones de Química

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DETERMINACIÓN DE LA ESTEQUIOMETRIA DE UNA REACCIÓN QUÍMICA

Presentado por: Kenneth Ali González Barrios Docente: Félix De Jesús Pérez Serrano Universidad del Atlántico Barranquilla-Atlántico 10/02/

ÍNDICE

•  INTRODUCCION……………………………………...………..…… Pag.
•  OBJETIVOS……………………………………………...………….. Pag.
•  MARCO TEORICO…………………………………………..……... Pag.
•  MATERIALES………………………………………..……………… Pag.
•  PROCEDIMIENTOS……………………………………….………... Pag.
•  CONCLUSION….…………………………………………..……….. Pag.
•  PREGUNTAS Y RESPUESTAS……………………….………….. Pag.
•  BIBLIOGRAFIA…………………………………………..…………. Pag.
•  ANEXOS…………………………………………………..…………. Pag.

OBJETIVOS

Al finalizar la práctica de laboratorio se debe ser capaz de:  Ilustrar algunos principios del análisis gravimétrico y la utilidad práctica.  Presentar y comprender una técnica general a seguir en el análisis gravimétrico para recoger cuantitativamente un precipitado y pesarlo.

MARCO TEÓRICO

ESTEQUIOMETRIA

La ley de la conservación de la materia dice que “la materia no se crea ni se destruye, solo se transforma”, por lo que en cualquier reacción que ocurra, los átomos simplemente están siendo reacomodados. Una reacción química es un proceso en donde dos o más sustancias reaccionan dando como resultado otra sustancia o sustancias. En una reacción química participan dos actores: los reactivos y los productos. Para escribir de forma general una ecuación química y representar las reacciones se utilizan símbolos químicos. La estequiometria se encarga de la medición cuantitativa de los componentes en una reacción química, su nombre proviene de las palabras griegas stoicheion (elemento) y metrón (medida). Es fundamental que antes de llevar a cabo cálculos estequiométricos para determinar la cantidad de reactivos y productos en la reacción química, ésta se ajuste o balancee, lo cual significa que el número de átomos a la izquierda de la flecha debe ser igual que a la derecha de ella. Las reacciones son pieza clave al permitir el estudio de distintos fenómenos de nuestro entorno, a través de su conocimiento se pueden solucionar distintos problemas como la contaminación del aire, agua o suelo. Es aplicable al área de las ciencias ambientales, químicas, geológicas, biológicas, entre otras; su campo se amplía debido a que en la naturaleza se encuentran una infinidad de reacciones químicas, por ejemplo, cuando ocurre una erupción volcánica, cuando se libera el Figura 1 Calcita (CaCO3) Colección mineralógica “Andrés Manuel del Río” FI, UNAM 18 metano y reacciona con el oxígeno, el agua subterránea al estar en contacto con diversos minerales, el suelo al reaccionar con fertilizantes, el aire y los contaminantes, solo por mencionar algunas.

YODURO DE SODIO

Sal cristalina blanca con la fórmula NaI, soluble en el agua y en muchos alcoholes alifáticos. El yoduro de sodio es muy utilizado en medicina para patologías de tipo tiroideas; en química orgánica e inorgánica y en la detección de radiación. El yoduro de sodio tiene el aspecto de cristales o polvo cristalino que amarillea tras la exposición al aire libre por desarrollo de yodo. El yoduro de sodio es soluble en el agua y en muchos alcoholes alifáticos. El yoduro de sodio es muy utilizado en medicina para patologías de tipo tiroideas es muy tolerado y poco irritante para el estómago; en química orgánica e inorgánica. Dopado con talio, NaI (Tl), emite fotones (o sea, centellea o es un centellador) cuando es atravesado por radiación ionizante, por lo que se usa tradicionalmente en medicina nuclear, geofísica o física nuclear. Es de hecho el material centellador más utilizado, porque produce una gran cantidad de luz. El cristal de yoduro sódico se suele acoplar a un fotomultiplicador que es sensible a la luz que emite. El yoduro de sodio se le llama vulgarmente levadura. PRECIPITADO Un precipitado es el sólido que se produce en una disolución por efecto de cristalización o de una reacción química. Dicha reacción puede ocurrir cuando una sustancia insoluble se forma en la disolución debido a una reacción química o a que la disolución ha sido sobresaturada por algún compuesto, esto es, que no acepta más soluto y que al no poder ser disuelto, dicho soluto forma el precipitado. Precipitado coloidal Está formado por partículas muy pequeñas, que no precipitan por efecto de la gravedad, por lo cual, la disolución tiene un aspecto turbio. Estas partículas no pueden separarse del disolvente mediante el papel de filtro, ya que, debido a su

pequeño tamaño, atraviesan la trama de éste. Este tipo de precipitado se forma si la sobresaturación es grande, puesto que la velocidad de nucleación también lo es, y se forman muchos núcleos que crecen poco. Precipitado cristalino Las partículas que forman el precipitado son grandes y la disolución queda transparente. Este precipitado se forma si la sobresaturación es pequeña, porque la velocidad también lo es, y se forman pocos núcleos que crecen mucho. ANÁLISIS GRAVIMÉTRICO El análisis gravimétrico es una clase de técnica de laboratorio utilizada para determinar la masa o la concentración de una sustancia midiendo un cambio en la masa. El químico que estamos tratando de cuantificar suele llamarse el analito. Usamos el análisis gravimétrico para responder preguntas como: ¿cuál es la concentración del analito en la solución? ¿Qué tan pura es nuestra mezcla? La mezcla puede ser un sólido o estar en solución. Hay 2 tipos comunes de análisis gravimétrico. Ambos implican cambiar la fase del analito para separarlo del resto de la mezcla, lo que resulta en un cambio en la masa. La gravimetría por volatilización conlleva separar los componentes de nuestra mezcla por medio de calor o de descomposición química de la muestra al calentar o descomponer la muestra químicamente. En la gravimetría por precipitación se utiliza una reacción de precipitación para separar una o más partes de una solución al incorporarlas en un sólido. El cambio de fase ocurre puesto el analito empieza en una fase de solución y después reacciona para formar un precipitado sólido. El sólido puede separarse de los componentes líquidos por filtración. La masa del sólido puede usarse para calcular la cantidad o la concentración de los compuestos iónicos en solución.

PROCEDIMIENTOS

Procedimiento para la práctica de determinación de la estequiometria de una reacción química:  Se preparó una solución de 0.50 M de yoduro de sodio y de nitrato de plomo en los matraces aforados.  Se buscó la manera de identificar los tubos de ensayo marcándolos.  Con las pipetas graduadas de 5 ml, se transfirió a cada tubo los volúmenes indicados en la siguiente tabla: Tubo de ensayo 0.5 M de NaI en ml 0.5 M de Pb(NO 3 ) 2 en ml 1 4.0 ml 0.5 ml 2 4.0 ml 1.0 ml 3 4.0 ml 2.0 ml 4 4.0 ml 3.0 ml 5 4.0 ml 4.0 ml  Se tomó el papel filtro que previamente se había pesado en la balanza y este doblado para colocarlo en el embudo, se procedió a filtrar las soluciones una por una repitiendo en procedimiento para recoger el precipitado en sí mismo.  Se agito el tubo de ensayo antes de verterlo rápidamente en el embudo con el papel filtro y debajo de este un tubo de ensayo recogiendo el filtrado, para posteriormente agitarlo de nuevo y filtrarlo hasta que quede limpio.  Se colocó luego de dejar escurrir el papel filtro en el vidrio reloj para ponerlo a secar con ayuda del mechero bunsen.  Se retiró el papel con el precipitado al estar seco y se pesó nuevamente. Se anotaron los datos.

CONCLUSION

La experiencia que fue realizada dio a deducir una interpretación cuantitativa con la ayuda de las formulas químicas que nos permitió calcular la masa y volúmenes de las diferentes sustancias usadas en la práctica y así conociendo la masa de otra. Al tener en cuenta la ley de la conservación de la masa y comprobándola en la práctica, como dijo Lavoisier “ en toda reacción química la masa total de los reactivos que reaccionan es igual a la masa total de los productos de la reacción” se comprobó al medir la masa de cada disolución antes y después de la reacción, para la determinación de moles. Tabla de resultados Tubo de ensayo 0.5 M de NaI en ml 0.5 M de Pb(NO 3 ) 2 en ml Pb I 2 ↓ (^) en gramos 1 4.0 ml 0.5 ml 1.0 g 2 4.0 ml 1.0 ml 1.3 g 3 4.0 ml 2.0 ml 1.43 g 4 4.0 ml 3.0 ml 1.5 g 5 4.0 ml 4.0 ml 1.7 g

2) hacer un gráfico colocando en el eje de la Y los gramos de yoduro y en el eje X mililitros de nitrato de plomo adicionados. 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4. 0

1

GRAFICA

nitrato de plomo (ml) yoduro de plomo (g) 3) de la gráfica deduzca en cuál de estos tubos hay la cantidad justamente requerida de solución de nitrato de plomo que reacciona con todo el yoduro de sodio. Utilizando la tabla anterior determine la reacción de moles de nitrato de plomo a moles de yoduro de sodio. Con base en esta reacción deduzca la estequiometria de la reacción y la fórmula del yoduro de plomo. n de un compuesto = masa de la sustancia masa molecular molar Pb = 207 I = 127 x 2 = n de un compuesto =

n de un compuesto =

n de un compuesto =

n de un compuesto =

n de un compuesto =

4) de acuerdo a la respuesta anterior al punto anterior ¿cuál es la naturaleza del filtrado? Si a este se le evapora toda el agua ¿queda algún residuo? ¿De qué? ¿Cuánto de el? Responda las mismas preguntas para el tubo por usted trabajado.  Para el tubo número 3, la naturaleza del filtrado en cuanto al yoduro de sodio y el nitrato de plomo, al evaporarse el agua queda yoduro de plomo. 5) se requiere saber cuánta sal, NaCl, hay en una muestra de agua marina, para lo cual se trató 50 g de agua con un exceso de solución de nitrato de plata AgNO3. El precipitado de AgCl formado se filtró, se lavó con agua destilada y luego se secó. Su peso fue de 1.23 g. calcule el porcentaje (peso a peso) de NaCl presente en el agua marina. 50g de (H2O +NaCl) NaCl + AgNo3 AgCl + NaNo  AgCl = 1. Pesos atómicos:  Ag = 107.  Cl = 35. Cloruro = 53.5 forman 143.8 g AgCl Dado así 53.5 g NaCl = 143.8 g AgCl 1.5 AgCl x 53.5 g NaCl/143.8 AgCl = 0.45 g NaCl Que es lo que contendría el agua de mar.

ANEXOS

CLORURO DE SODIO (NaCl)  Nomenclatura sistemática: mono cloruro de sodio  Nomenclatura stock: cloruro de sodio  Nomenclatura tradicional: cloruro sódico  Tipo de compuesto: sales neutras Usos y aplicaciones químicas e industriales: Las aplicaciones y usos del cloruro de sodio los podemos encontrar en muchos campos, te presentamos las formas de uso de la sal (NaCl). El cloruro de sodio, conocido como sal, sal de mesa o sal común, es utilizado normalmente como un producto de cocina o de alimentación. Pero muchos no saben que aparte de ser utilizado en la cocina, también se utiliza para diversas aplicaciones: una de ellas es la fabricación de papel, detergentes y muchos productos para la limpieza del baño. La sal es utilizada como producto alimenticio y eso lo tenemos claro todos, pero también como un producto doméstico, medicinal y comercial, como los siguientes:  Conservante de comida: Este tipo de uso lo tiene desde hace muchos años, aunque hoy en día se venden muchos productos que conservan la comida, la sal es un excelente conservante de quesos, carnes, embutidos y salsas.  Deshelar: Tiene el poder de disminuir la fusión del hielo, es por ello que en grandes tormentas de nieve, se arroja sal sobre la nieve para disminuir el hielo en las carreteras.  Limpieza: Ayuda a la limpieza del hogar, la sal ayuda a disminuir manchas solo frotando un poco de sal mojada en la ropa afectada. Además, es ingrediente en productos como el jabón, detergente y shampoo.

Usos industriales

 Cloro : El cloruro de sodio pasa por un proceso de electrólisis y así se crea el cloro, producto que es utilizado para crear PVC y diferentes pesticidas.  Curtidos : Es utilizado el cloruro de sodio en el curtido de cuero. Las pieles de los animales que ahí se utilizan son curadas con sal, esto ayuda a eliminar la humedad; además ayuda a la protección de la piel y evita que nazcan o crezcan bacterias.  Extintor: ayuda a eliminar fuegos causados por la quema de metales: aluminio, potasio y magnesio. Es capaz de sofocar el fuego.  Textiles: Es utilizado para teñir, se encarga de fijar los colores en los tintes y un colorante para telas, es un medio que fija los colores.

NITRATO DE PLATA (AGNO 3 )

 Nomenclatura sistemática: trioxonitrato (V) de plata

 Nomenclatura stock: nitrato de plata  Nomenclatura tradicional: nitrato argéntico  Tipo de compuesto: oxisales Usos y aplicaciones químicas e industriales: Los usos médicos del nitrato de plata son principalmente sobre la piel, ya que su ingesta puede resultar tóxica para el organismo. Esta sustancia forma parte de un sinfín de tratamientos dermatológicos y sus beneficios son realmente sorprendentes.

 Nomenclatura sistemática: di yoduro de plomo  Nomenclatura stock: yoduro de plomo (II)  Nomenclatura tradicional: yoduro plumboso  Tipo de compuesto: sales neutras Usos y aplicaciones químicas e industriales:  Se utiliza en el bronceado  lápices de color oro  oro musivo  impresión  fotografía. REACCION Pb (NO3)2 + NaI Pb (NO3)2 + NaI PbI2 + NaNO Pb(NO 3 ) 2 (aq) + 2 NaI (aq) → PbI 2 (s) + 2 NaNO 3 (aq) 1.) 2.) ELEMENTO LADO IZQUIERDO LADO DERECHO Pb 11 1 N 12 2 O 16 2 Na 21 2 I 21 1