LABORATORIO DE QUÍMICA ESTEQUIOMETRÍA DE UNA REACCIÓN QUÍMICA

LABORATORIO DE QUÍMICA

ESTEQUIOMETRÍA DE UNA REACCIÓN QUÍMICA

OBJETIVOS:

1. Relacionar la concentración de las soluciones reaccionantes con la cantidad del precipitado formado.

2. Identificar el reactivo limitante mediante el cálculo estequiométrico de los reactantes.

3. Relacionar el reactivo limitante con la coloración de la solución final.

4. Realizar cálculos estequiométricos de una reacción química.

5. Inferir el concepto de reactivo limitante mediante el análisis gráfico de los resultados Experimentales.

6. Desarrollar en el estudiante disciplina metodológica para trabajar con precisión y destreza un experimento.

MATERIALES:

REACTIVOS

Solución de cloruro de bario 0.1 M

Solución de sulfato de sodio 0.1 M, ó solución de Cromato de potasio 0.1 M

FUNDAMENTO

En las reacciones químicas, como una consecuencia de la Ley de las Proporciones Definidas, una cantidad definida de moles de reactivos produce una cantidad también definida de moles de productos.  Estas relaciones ponderales (o de masa) entre reactivos y productos en una reacción química representan la estequiometría de la reacción. Por ejemplo los coeficientes numéricos de la ecuación balanceada de la reacción química del oxígeno con el hidrógeno para formar agua, nos da las proporciones por mol en que reacciona el oxígeno con el hidrógeno

O2 + 2H2 → 2 H2O

Así, la ecuación indica que un mol de oxígeno reacciona con dos moles de hidrógeno para formar dos moles de agua. Nada nuevo se logra con agregar un exceso de hidrógeno u oxígeno, ya que al final tendremos una cantidad definida de agua.

En la práctica cuando se efectúa una reacción en el laboratorio los reactivos, generalmente, no están presentes en las cantidades estequiométricas exactas, esto es en las proporciones indicadas por la ecuación balanceada.   En este caso el reactivo que se consume primero, totalmente, se llama reactivo limitante, limita la cantidad de producto que se puede formar. Cuando se agota este reactivo la reacción se detiene y no se puede formar más producto. Los otros reactivos presentes en cantidades mayores se llaman reactivos en exceso, queda algo de ellos cuando la reacción se detiene.

Existen varios métodos para determinar cuál es el reactivo limitante. Uno sencillo consiste en primero balancear la ecuación y después establecer una relación mol/coeficiente estequiométrico entre los reactivos involucrados. El reactivo que tenga una menor relación mol/coeficiente será el reactivo limitante.

Otra forma de determinar el reactivo limitante consiste en calcular la cantidad de producto que podría formarse a partir de la cantidad de cada uno de los reactivos. El reactivo que produce la menor cantidad de producto es el reactivo limitante.

Si se conocen los gramos de los reactivos y su masa molar podemos calcular el número de moles.  Con los moles del reactivo limitante y la estequiometría de la reacción podemos calcular los moles utilizados y los moles no utilizados del reactivo en exceso.

Cuando las reacciones se producen en disoluciones acuosas (como las reacciones de precipitación), el número de moles de los reactivos se obtienen a partir del producto del volumen (en litros) y la concentración molar de las soluciones, como sigue,

[pic 1]

PROCEDIMIENTO

1. Rotule nueve tubos de ensayo iguales del 1 al 9.

2. Llene una bureta de 50 mL, limpia con la solución de cloruro de bario 0.1 M siguiendo las instrucciones de su profesor.

3. Agregue con la bureta a los tubos de ensayo volúmenes de solución de cloruro de bario 0.1 M en la forma que se indica en la tabla N° 1.

4. Coloque los tubos dentro de un vaso químico de 600 mL con agua.

5. Caliente los tubos con la solución de cloruro de bario 0,1 M por unos minutos en Baño María.

6. Mientras calienta, lave la bureta y llénela con la solución de sulfato de sodio (ó cromato de potasio) 0,1 M

7. Con la ayuda de una pinza stoddard retire los tubos del baño María y con ayuda de la bureta, agregue a los tubos con solución de cloruro de bario caliente, las cantidades correspondientes de solución de sulfato de sodio (ó cromato de potasio) indicadas en la tabla No. 1. Agite.

8. Coloque los tubos dentro de un vaso químico con agua fría. Procure que los tubos queden en posición vertical.

9. Observe la formación de un precipitado blanco (amarillo si cromato) y espere aproximadamente 30 minutos. Mida la altura del precipitado en cada tubo de ensayo con una regla milimetrada y regístrela en la tabla No. 1.

Nota: Procure que los tubos queden en posición vertical, esto asegurará una lectura más certera de las alturas de los precipitados.

RESULTADOS

Tabla No. 1.  Estequiometría de una reacción

CÁLCULOS:

1. Calcule el número de moles de BaCl2 en cada tubo de ensayo y anote en la tabla N° 2.

2. Calcule el número de moles de Na2SO4 en cada tubo de ensayo y anote en la tabla N°2.

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