Determinación de la estequiometría de la reacción química

LABORATORIO 2:

DETERMINACIÓN DE LA ESTEQUIOMETRÍA DE UNA REACCIÓN QUÍMICA

INTRODUCCIÓN

El análisis gravimétrico nos sirve para determinar la cantidad proporcionada de un elemento, radical o compuesto presente en una muestra, eliminando todas las sustancias que interfieren y convirtiendo el constituyente o componente deseado en un compuesto de composición definida, que se pueda pesar. Hay diferentes métodos gravimétricos, estos son decantación, filtración y volatilizaión.

En esta actividad se buscará analizar los principios del análisis gravimétrico para determinar la estequiometria de una reacción química (Na2CO3 + BaCl2 2NaCl + BaCO3), o sea en base a la igualación de la reacción química poder determinar la cantidad en gramos que se debería obtener de los productos, en este caso se examinará el producto “masable” de la reacción que será el carbonato de bario puesto que su punto de ebullición y fusión son mayores y el cloruro de sodio se evaporará.

Para esto se deberá desarrollar una tabla en donde se calculará las molaridades respectivas de cada reactivo y se inferirá cual es el reactivo límite “El reactivo limitante es el reactivo que en una reacción química determina, o limita, la cantidad de producto formado, y provoca una concentración limitante a la anterior. Cuando una ecuación está balanceada, la estequiometría se emplea para saber los moles de un producto obtenidos a partir de un número conocido de moles de un reactivo. La relación de moles entre reactivo y producto se obtiene de la ecuación balanceada.” El reactivo límite en este caso será el BaCl2 por lo tanto los productos estarán en relación a este reactivo. Y el Na2CO3 será en este caso el reactivo excedente.

Con la reacción estequiométrica igualada, calculados los moles, y conociendo el peso molecular de cada compuesto se podrá calcular el rendimiento teórico de la reacción, que se refiere a la cantidad en gramos que se debería obtener de reactivos. En este caso el rendimiento teórico está subyugado al reactivo límite que esquíen dará la pauta de la mínima cantidad de producto a obtener.

Como segundo objetivo se busca presentar a los estudiantes una técnica general a seguir en el análisis gravimétrico para recoger cuantitativamente un precipitado. Para esto se hará uno de dos métodos gravimétricos que son la filtración y la volatilización.

La filtración es un proceso de separación de partículas de sólido insolubles que están en un líquido. Este proceso se puede efectuar utilizando un medio poroso (papel filtro) que deja pasar el líquido y retiene las partículas de sustancia sólida. Se utilizará filtración para extraer el BaCO3 presente en la disolución y lo que se filtrará será el cloruro de sodio.

Luego se calentaré la muestra con la intención de que el agua con cloruro de sodio se evapore para rescatar solamente el BaCO3 y de esta manera podre masarla.

Una vez obtenida su masa se comparará con la masa obtanida en el rendimiento teórico y se calculará el porcentaje de rendimiento. Y así podremos saber que ten efectiva resulta la actividad.

PROCEDIMIENTO Y ANÁLISIS

En esta segunda actividad experimental de laboratorio los materiales utilizados serán:

Para la determinación de la estequiometría en una reacción química, lo primero que se debió hacer fue marcar los 4 tubos de ensayo, enumerando cada uno de ellos. Luego se procedió a utilizar 2 pipetas diferentes para extraer cada una de las soluciones: Carbonato de Sodio (Na₂CO₃) y Cloruro de Bario (BaCl₂) y agregar las cantidades necesarias a cada tubo, como se muestra a continuación:

El esquema anterior representa los tubos de ensayos que fueron utilizados y la cantidad de solución en ml. que se agregó a cada uno.

Al tener cada tubo con la cantidad de ml señalados anteriormente. Se masó los 4 papeles filtro secos, utilizando la balanza anatlítica. Las masas obtenidas fueron las siguientes:

Ya masado el papel filtro, este fue doblado para ser puesto sobre el embudo analítico, y comenzar el proceso de filtración para cada una de las soluciones de los tubos de ensayo.

Se comenzó filtrando el primer tubo de ensayo de la siguiente manera: Se agito vigorosamente la solución para que se homogeneizara y se dejó caer en el embudo con el papel filtro, tratando de que no quedaran residuos de solución que no fuesen filtrados en el tubo. El mismo tubo de ensayo se colocó rápidamente bajo el embudo para recibir la solución filtrada. Este proceso se repitió 2 veces por cada tubo y a la tercera vez, se agregó agua destilada sobre el papel filtro para remover los posibles residuos que quedasen sobre él. Este último filtrado fue recogido en el matraz de Erlenmeyer y posteriormente fue desechado. Este proceso de filtración se repitió en los 3 tubos restantes de la misma manera descrita.

Luego de que finalizara la filtración de cada tubo, cada papel filtro fue retirado del embudo y se dispuso de manera estirada sobre los vidrios de reloj. Se observó que en los papeles quedó el exceso de soluto, tal como lo muestra la imagen 1.

Los cuatro papeles filtro sobre el vidrio reloj fueron secados en la estufa, a cien grados centígrados, durante 90 minutos aproximadamente.

Cuando los papeles estuvieron totalmente secos, fueron masados nuevamente con la balanza analítica, obteniéndose los siguientes resultados:

Papel Masa (gr)

1 0,9935

2 0,9894

3 1,0891

4 1,1879

Análisis de los pesos obtenidos del papel filtro con precipitado:

La cantidad de Carbonato de Sodio (Na2CO3) que se agregó a los tubos de ensayos fue el mismo (3 ml), pero en el caso del Cloruro de Bario (BaCI₂) no fue así, por esto la masa fue aumentando, ya que en el tubo 1 se le agregó 0,5 ml de la solución a 0,5 M de BaCl₂, al tubo 2 se le agregó 1 ml, al tubo 3, 2 ml. y finalmente, al tubo 4 se agregaron 3 ml. De acuerdo a esto, se puede deducir que mientras más ml de Cloruro de Bario se utilizó, mayor fue la masa del precipitado que quedó en el papel filtro (exceso de soluto).

 Luego de haber obtenido las masas de :

1) Papeles

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