Informe de laboratorio sobre una reacción de bicarbonato de sodio

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Pontificia Universidad Católica de Chile.

Facultad de Química y Farmacia.

Laboratorio N°6

        “Relaciones estequiometrias en una reacción”

Fecha de realización del trabajo practico: 19 de mayo del 2023

Fecha de entrega del informe: 25 de mayo del 2023

Curso y sección: QIM101L-12

Nombre profesora: Macarena Alicia Kroff Cortez

Nombre alumnos:

- Fernanda Aliaga

- Daniela Espinoza

1.  Resumen

Para este laboratorio se realiza una disolución de bicarbonato de sodio en ácido acético con el objetivo de aplicar distintas relaciones estequiométricas, como el cálculo del rendimiento y la determinación el reactivo limitante de la reacción. Una vez realizados los cálculos estequiométricos se determina al bicarbonato de sodio como el reactivo limitante ya que, este presenta una menor cantidad de sustancia que el ácido acético. En el experimento se observa que ocurre una reacción de efervescencia al entrar en contacto el bicarbonato de sodio con el ácido acético. Debido a esta interacción de ácido-base que libera CO2 en forma de burbujas que luego son liberadas ambientes, es que se disminuye la masa con la cual se inició, siendo así, la masa inicial mayor a la masa final. Finalmente, el rendimiento real de la reacción obtenido se explica por una mala manipulación de uno de los reactivos, obteniéndose un rendimiento menor al teórico calculado estequiométricamente.

1. Introducción

La estequiometria es el estudio cuantitativo de reactivos y productos en una reacción química y “se basa en el entendimiento de las masas atómicas.” Se basa en el principio fundamental de la ley de la conservación de la masa, en donde “en ninguna reacción se crean ni se destruyen átomos” [1].

Cada tipo de átomo tiene un peso asociado, correspondiendo al peso atómico. Para saber cuál es el peso de una molécula se debe realizar la suma de todos los pesos atómicos de cada átomo presente en la molécula, considerando la cantidad que haya de cada átomo determinada por el subíndice [1].

La unidad de medida que se utiliza para saber cuántos átomos (también puede ser moléculas, iones, partículas o cualquier objeto que se esté considerando) se está manejando, añadiendo a una reacción o que se obtiene al realizar dicha reacción corresponde a mol. Un mol de una siempre sustancia tiene asociado así una cantidad determinada de partículas que corresponde al número de Avogadro [1].

A partir de estas definiciones podemos definir el concepto de masa molar, el cual corresponde a la masa en gramos de la sustancia en un mol de esta misma [1].

Una reacción química se representa como una ecuación química. Estas corresponden la interacción de sustancias, llamadas reactivos, que, al reaccionar entre ellas, bajo ciertos parámetros, produce una o más sustancias nuevas, estas nuevas sustancias corresponden a los productos.

Para las reacciones químicas es importante considerar la ley de la conservación de la masa, por lo tanto, la cantidad de átomos debe ser la misma al inicio y al final de la reacción [1].[pic 2]

Figura 1: Ecuación química de una reacción [2]

Al momento de realizar una reacción es importante considerar la cantidad de sustancia (mol) que será utilizada. Si se coloca una cantidad determinada de dos sustancias, dependiendo de cómo estas reaccionen entre si una de ellas se puede consumir antes que la otra. Dentro de una reacción la sustancia que se consume primero corresponde al reactivo limitante, la cual, como su nombre lo dice, limita la reacción, y cuando se consuma esta sustancia por completo se acabara la reacción. El resto de los reactivos se consideran reactivos en exceso [1].

El rendimiento de una reacción se representa a través del cálculo de un porcentaje que corresponde a la cantidad de producto real que se obtiene con respecto a el producto que teóricamente se debería obtener a partir de los valores estequiométricos [1]. En otras palabras, es cuanto producto se logra obtener intentando rescatar la mayor cantidad de los reactivos al momento de realizar una reacción [3]. El rendimiento puede ser afectado por la pureza de los reactivos. La pureza de un reactivo es representada en porcentaje y corresponde a la cantidad sustancia pura que hay de un reactivo (sin impurezas) en cierta cantidad de este. Es importante considerar la pureza al momento de realizar cualquier tipo de procedimiento ya que la cantidad de reactivo que estará reaccionando no será el 100% de dicho reactivo ya que este contiene impurezas [2].

Una reacción acido-base corresponde a una reacción entre un ácido y una base en donde se liberan iones H+ (protones) e iones OH- (hidroxilos) [1]. Siendo un ácido la sustancia que libera los protones y la base quien libera los grupos hidroxilos. Estas reacciones están restringidas únicamente a disoluciones acuosas [1]. Una disolución corresponde a una mezcla homogénea de dos o más sustancias [3].

Un ácido corresponde a una sustancia que contiene uno o más hidrógenos y que, al ser disuelta en agua, libera estos hidrógenos en forma de iones hidrogeno H+, como ocurre con el ácido acético. Y una base, como el bicarbonato de sodio, es una sustancia que libera iones hidróxido OH- cuando esta disuelta en agua [1].

La efervescencia corresponde a la liberación de un gas (CO2) en una reacción ácido-base en la que reacciona un carbonato con un ácido [2]. Una reacción de ácido-base en donde se puede observar este comportamiento corresponde a la reacción de ácido acético con bicarbonato de sodio.

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Figura 2: Reacción de ácido acético con bicarbonato de sodio [2].

1. Objetivo general

• Conocer y aplicar diferentes relaciones estequiométricas en una reacción.

1. Objetivo específico

• Determinar el reactivo limitante.
• Calcular el rendimiento de la reacción.

1. Hipótesis

• Ya que la reacción entre bicarbonato y ácido acético es una reacción efervescente la masa inicial será mayor a la masa final por la pérdida de gases.

1. Parte experimental [pic 4]

Figura 3: Diagrama del procedimiento experimental (elaboración propia).

1. Resultados

Al añadir el bicarbonato de sodio al matraz comienzan a salir burbujas que terminan por formar una espuma blanca, esto dura hasta que se termina por disolver todo el bicarbonato en el ácido (Figura 4).

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