Guia 4 De Laboratorio

1. PROBLEMA

Una pregunta básica que se plantea en el laboratorio y en la industria química es: “¿Qué cantidad de producto se obtendrá a partir de cantidades específicas de las materias primas (reactivos)?”. O a la inversa: ¿Qué cantidad de reactivos se debe utilizar para obtener una cantidad específica de producto?.

Las ecuaciones químicas proporcionan una descripción clara y concisa de una reacción química; pero además existe una relación entre las cantidades de los reactivos y los productos la cual se puede obtener directamente de la ecuación balanceada. Ejemplo:

2Mg(s) + O2(g) → 2MgO(s)

La estequiometria es el estudio cuantitativo de reactivos y productos en una reacción química y se basa en un principio fundamental: la ley de la conservación de la masa (Ley de Lavoisier): La masa total de las sustancias que se forman en una reacción (productos) es igual a la masa total de las sustancias antes de la reacción (reactivos).

Al balancear la ecuación el número total de átomos que está presente en los reactivos está también en los productos; respondiendo a otra interpretación de la misma ley “Los átomos no se crean ni se destruyen durante una reacción química”.

Los coeficientes estequiométricos que aparecen en la ecuación balanceada se pueden interpretar en función de número de moles, este método se denomina método del mol. Así las cantidades dadas por los coeficientes estequiométricos se denominan cantidades estequiometricamente equivalentes y se usan para obtener los factores molares (factores de conversión) que relacionan cantidades de reactivos y productos.

2. TRABAJO DE CONSULTA

2.1 Definición de reacción química y tipos de reacciones.

2.2 Haga una interpretación de ley de conservación de la masa.

2.3 ¿Cómo se realiza el balance de una ecuación química?.

2.4 ¿Qué es un reactivo limitante?.

2.5 ¿Qué es el rendimiento teórico de una reacción? Y ¿Cómo se calcula?.

2.6 Nombre 10 compuestos iónicos que sean solubles y 10 insolubles, indicando su fórmula química (consultar tabla en el texto).

Ejercicio adicional

Un estudiante intenta determinar el punto estequiométrico de la siguiente reacción:

H2SO4 + Al(OH)3 → Al2(SO4)3 + H2O

Prepara una solución 2M de ácido sulfúrico y una solución 2M de hidróxido de aluminio y las mezcla en las siguientes proporciones:

Determina el peso de la caja de petri vacía: 41,0020g, separa y pesa el sulfato de aluminio Al2(SO4)3 seco:

• Calcule punto estequiométrico.

• Realice una gráfica de número de milimoles de ácido sulfúrico en el eje X vs gramos de sulfato de aluminio obtenido en el eje Y.

• Realice una gráfica de número de milimoles de hidróxido de aluminio en el eje X vs gramos de sulfato de aluminio obtenido en el eje Y.

• Interprete los resultados obtenidos.

• Calcule la cantidad de agua en gramos que se obtiene, en cada experimento.

• Demuestre para cada experimento que se cumple la ley de la conservación de la masa.

• Calcule el reactivo limitante y el reactivo en exceso en cada experimento.

• En cada caso: ¿Cuánto sobra del reactivo en exceso expresado en gramos?.

• Calcule los gramos teóricos de Al2(SO4)3 en los 4 experimentos.

• Calcule el % de rendimiento en cada uno de los experimentos.

3. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

¿Cómo determinar experimentalmente el punto estequiométrico de la reacción CaCl2 2M con Na2CO3 2M?

Para resolver el problema debe:

• Plantear la ecuación química.

• Balancear la ecuación química.

• Recuerde que los reactivos son soluciones.

Sugerencia: Haga la reacción 5 veces tratando de utilizar distintas cantidades de reactivos, en una de ellas permita que las cantidades de los 2 reactivos sean iguales; separe el producto y determine el peso. Registre los datos en tablas.

Recuerde que tiene a su disposición:

Una balanza analítica, pipetas de 10ml graduadas, una espátula, balones aforados de 100ml, vidrios de reloj, vasos de precipitado de 50ml, un embudo, papel de filtro, un aro de hierro con pinza, varios erlenmeyer, agitadores y una estufa para secar.

No olvide, que si conoce la concentración de una solución, puede calcular el número de moles que hay por cada mililitro de solución que pretenda utilizar.

• Debe proponer un método de separación del producto.

• Puede hacer uso de la balanza para medir uno de los productos.

4. INFORME

• De acuerdo con la clasificación de las reacciones consultada en el preinforme, diga qué tipo de reacción hizo en el experimento de laboratorio.

• ¿Cuál es el precipitado que se obtiene en la reacción entre el cloruro de calcio y el carbonato de sodio?.

• ¿Qué esperaría al comparar los valores obtenidos de carbonato de calcio, cuando los reactivos están mezclados en una proporción estequiométrica o en una no estequiométrica?.

• Realice una gráfica de número de milimoles de cloruro de calcio en el eje X vs gramos de carbonato obtenidos, en el eje Y.

• Realice una gráfica de número de milimoles de carbonato de sodio en el eje X vs gramos de carbonato de calcio obtenidos, en el eje Y.

• Haga un análisis detallado de las gráficas y diga que puede concluir acerca de la estequiometría de la reacción.

• Para cada experiencia y en las gráficas debe indicar ¿cuál es el reactivo limitante y cuál es el reactivo en exceso?. Discuta su respuesta.

• Calcule la cantidad

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