Ley De La Conservación De La Materia

Resultados y de la práctica de Ley de la conservación de la materia

Tras haber llevado a cabo la práctica de la ley de la conservación de la materia se obtuvieron los siguientes resultados:

Tabla 1

| Muestra 1 | Muestra 2 | Muestra 3 |

Masa del precipitado (cantidad de cobre en 10 mL de disolución problema) | 0.9 | 1.20 | 0.97 |

Cuestionario:

1.- Complete las ecuaciones que corresponden a las reacciones sucesivas que se llevaron a cabo y escriba las características físicas de los compuestos de cobre formados.

Cu+4HNO3→Cu(NO3)2+2NO2+2H2O

Nitrato de cobre (II): en estado sólido se encuentra hidratado en distintos niveles, presenta un color azul. En la disolución presenta una coloración azul turquesa intensa, esto es debido a la presencia de los iones cobre en forma del ion hexaacuocobre (II).

Cu(NO3)2+2NaOH→Cu(OH)2+2NaNO3

El hidróxido de cobre formado es un precipitado de color azul turquesasimilar a la que presenta la disolución y tiene una apariencia gelatinosa.

CuOH2s∆CuOs+H2O(l)

Al calentar el recipiente que contiene el hidróxido de cobre este empieza a cambiar de color hasta tener un color negro, esto es debido a la formación del oxido de cobre (II), un sólido insoluble.

CuO(s)+H2SO4(ac)→CuSO4(ac)+H2O(l)

El sulfato de cobre en la disolución presenta una coloración similar a la del nitrato de cobre (II) en solución, esto se debe igual a la presencia del ion hexaacuocobre (II), la coloración de esta disolución es menor a la de la disolución inicial debido a que se encuentra más diluida.

CuSO4(ac)+Zn(s)→ZnSO4(ac)+Cu(s)

En esta reacción se forma cobre metálico, este presenta una coloración rojiza de apariencia metálica y una alta dureza, esta reacción es una reacción de oxido reducción donde el zinc se oxida al ion zinc (II) y el cobre (II) se reduce a cobre metálico.

Zn(s)+H2SO4(ac)→ZnSO4(ac)+H2(g)

2.- Calcule la cantidad de reactivos que se requerirían en el caso de que la masa inicial de cobre fuera de 0.1 gramos y compárelas con las quese utilizaron en el experimento. Registre sus datos en la tabla 2.

0.1 g de Cu×1 mol de Cu63.54 g de Cu4 mol de HNO31 mol de Cu1000 mL14 mol=0.44 mL de HNO3 14 M

0.1 g de Cu×1 mol de Cu63.54 g de Cu1 mol de CuNO321 mol de Cu2 mol de NaOH1 mol de CuNO321000 mL6 mol=0.52 mL

No se empleo HCl como indica la tabla, se empleo acido sulfúrico a una concentración de 3 M.

1.57×10-3 mol de CuOH×1 mol de CuO1 mol de CuOH1 mol de H2SO41 mol de Cu1000

mL3 mol=0.52 mL H2SO4 3 M

1.57×10-3 mol de CuSO4×1 mol de Zn1 mol de CuSO465.37 g1 mol de Zn=0.103 g de Zn

Tabla 2

Reactivo | Cantidad teórica | Cantidad experimental |

HNO3 conc. 14 M (mL) | 0.44 mL | ---- | ---- | ---- |

NaOH 6 M (mL) | 0.52 mL | 1 mL | 1.5 mL | 1.3 mL |

H2SO4 3 M (mL) | 0.52 mL | 15 mL | 12 mL | 13 mL |

Zn (g) | 0.103 g | 1.04 g | 1.10 g | 0.86 g |

Cu (g) | 0.1 g | 0.067 g | 0.070 g | 0.058 g |

Masa de cobre obtenida (promedio): 0.065 g de cobre

En la primera parte de la práctica se empleo el hidróxido de sodio para precipitar el cobre en la disolución, para asegurar la máxima precipitación se agrego hidróxido hasta ver que dejaba de formarse el precipitado, asegurándonos de no excedernos para evitar la formación del tetrahidroxocuprato (II).

La diferencia de la cantidad de disolución de H2SO4 agregada se debe a que esta disolución se empleó para lavar los filtros donde se encontraba el oxido de cobre así que gran parte de este ácido no reacciono con el cobre.

En lo que respecta al zinc el hecho de tener que agregar un exceso de este se debió a que parte de este metal reaccionaba con el cobre (II) en la disolución y el resto reaccionaba con el acido sulfúrico que en exceso que se encontraba en la disolución.

Los diferentes resultados que se presentan al final se deben a diversos factores de error durante el procedimiento, uno de ellos es que se haya pesado mal durante los diferentes momentos donde se tuvo que hacer, como al final, además, también el hecho de que tan bien se hayan dado las reacciones a través de la práctica, a pesar de esto los tres resultados obtenidos se encuentran dentro de un mismo rango, lo cual es buena señal.

La práctica se realizo empleando la disolución de nitrato de cobre (II) que se había preparado en la práctica anterior, se prepararon 50 mL de disolución 0.1 M de la sal de cobre previamente mencionada, para ello se requirieron 5x10-3 moles de la sal, si suponemos que la disolución se preparo de manera exacta entonces en 10 mL de nuestra disolución tenemos 1x10-3 moles de nitrato de cobre entonces:

1×10-3 mol de CuNO32×1 mol de Cu1 mol de CuNO3263.54 g1 mol de Cu=0.063 g de Cu

Se tiene en cada 10 mL de disolución hay o.063 g de cobre, como se ve este valor es cercano a nuestro valor obtenido, lo que indica que al momento de preparar la disolución se procedió de manera muy precisa y los resultados de nuestras mediciones en la práctica actual son correctas.

3.- ¿Qué pasa si se agrega una cantidad mayor de reactivos a la que se necesita estequiométricamente, para llevar a cabo las transformaciones de los compuestos de cobre? Fundamente su respuesta con base en las reacciones planteadas.

El exceso de reactivo generalmente se queda sin reaccionar y no afecta a los productos formados, solo en ocasiones se llevan a cabo reacciones entre los productos y el exceso de reactivo, pero en este caso solo una reacción de este tipo podía ocurrir, que era:

Cu(OH)2(s)+2(OH)-→[Cu(OH)4](ac)2-

Un exceso grande de hidróxido de sodio pudo haber ocasionado la aparición del ion tetrahidroxocuprato (II), sin embargo, esto no ocurrió.

4.- ¿Qué masa de cobre reaccionó con HNO3 de acuerdo a la siguiente ecuación?

Cu+4HNO3→Cu(NO3)2+2NO2+2H2O

Si tomamos nuestra masa de cobre promedio tenemos que:

0.065 g de Cu10 mL=x g de Cu50 mL∴x g de Cu=0.065 g de Cu(50 mL)(10 mL)=0.325 g de Cu

Esto reacciono con:

0.325 g de Cu×1 mol de Cu63.54 g ce Cu4 mol de HNO31 mol de Cu1000 mL14 mol HNO3=1.46 mL de HNO3 14 M

5.- Calcule el porcentaje de error una vez conocida la cantidad de cobre inicial.

Si la masa de cobre en 10 mL fue de 0.063 g y obtuvimos 0.065 g (promedio) entonces

% de Error=0.065 g0.063 g×100 %=103.17 %-100%=3.17 % de error

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