Porciento de Agua en Sal Hidratada

Universidad de Puerto Rico en Cayey

Departamento de Química

Porciento (%) de agua en una sal hidratada

QUIM 3133

1. Introducción

En la naturaleza, podemos encontrar compuestos moleculares y compuestos iónicos.  Los compuestos moleculares se distinguen porque están constituidos por elementos no metales, como por ejemplo el dióxido de carbono (CO₂) que encontramos en el aire y se constituye de carbono y oxígeno (elementos no metales).  Los compuestos iónicos, por el contrario, se distinguen en su composición al tener un elemento no metal y un metal o metal con metal.  Un ejemplo de un compuesto iónico sería cloruro de sodio (NaCl), ya que sodio (Na) es un metal y cloruro (Cl) un no metal. Estos últimos también se distinguen porque la mayoría de ellos son sales.
    Definimos las sales como los compuestos cristalinos que son productos de una reacción química entre una base y un ácido donde la base brinda el catión y el ácido anión. Estas a su vez, se dividen en sales hidratadas y anhidras. Las sales hidratadas poseen una o varias esferas de agua que se encuentran en los cristales del compuesto. Es importante reconocer que estos compuestos están levemente ligadas a un número de moléculas de agua. Cuando una molécula de sal no está enlazada a ninguna molécula de agua, ya sea porque se evaporó o se separó, se le conoce como sal anhidra. Esto funciona con la aplicación de calor relativamente suave suficiente para romper los lazos entre las moléculas de agua y la molécula de sal. Cuando la sal hidratada es calentada y la sal se separa de las moléculas de agua, la proporción de las moléculas de agua por las moléculas de sal podría ser usada para determinar cuál es la proporción de H₂O a la sal en ese compuesto particular de sal hidratada.
    En el laboratorio se muestra incertidumbre será calcular la cantidad de agua evaporada en la sal hidratada que se escogerá en el laboratorio para saber la proporción de agua que posee. Para poder calcular lo antes dicho, se utilizará el mechero con el triángulo de arcilla para calentar una muestra de sal en el crisol, donde ocurrirá un cambio de sal hidratada a sal anhidra. Del mismo modo, se relaciona y se utiliza de forma correcta los instrumentos como el crisol con tapa, el mechero y la balanza.
    Cabe destacar, que se usará la ecuación de "porcentaje de agua" a nuestra sal y la estequiometría para determinar la razón de moles de agua por mol de sal. Estas ayudarán a buscar las relaciones cuantitativas entre las moléculas de agua que constituyen la sal que se puedan expresar en unidades de masa y mol. Como parte de los procedimientos, se buscará el promedio y la desviación estándar de los datos recopilados.  

1. Objetivos

• Determinar el porcentaje de agua en una sal hidratada
• Aprender a manejar aparatos de laboratorio sin tocarlos
• Reconocer una sal hidrata y una sal anhidra
• Determinar la razón de moles de agua por mol de la sal

1. Datos y Observaciones

1. Tabla 1: Masas de los objetos

B. Tabla 2: Masas de sal hidratada, anhidra, agua y razón de moles

C. Imagen 1: Evaporando el agua restante para obtener la sal anhidra

[pic 1]

1. Cálculos

1. Masa H₂O

Masa H₂O = Masa de crisol con sal hidratada(g) - Masa de crisol con sal anhidra(g)

Masa H₂O = (41.171- 40.635 )(± 0.001g)

                        Masa H₂O = 0.536 ± 0.001g

1. Masa sal hidratada 

Masa sal hidratada = Masa crisol con sal hidratada(g) - Masa crisol con tapa(g)

Masa sal hidratada = (41.171- 39.676) (± 0.001g)

                        Masa sal hidratada = 1.495 ± 0.001g

1. Masa de sal anhidra

Masa de sal anhidra= (Masa crisol con tapa y sal anhidra - Masa Crisol con

tapa)(g)

Masa de sal anhidra= (40.635 - 39.676)(± 0.001g)

                                Masa de sal anhidra = 0.959 ± 0.001g

1. % de agua 

% de agua = Masa de agua liberada (g)masa de sal hidratada (g)x 100

% de agua = 0.536(g)1.495 (g)x 100

% de agua = 36%

1. Razón de moles

Para poder calcular la razón de moles de agua se realizaron 3 pasos:

1. Calcular los moles de agua: Moles H₂O=H × Z          donde H es la masa en gramos de agua y Z la masa molar del agua.
2. Calcular moles de sal anhidra: Moles de Sal=Y × S     donde Y es la masa en gramos de la sal y S la masa molar de la sal.
3. Dividir moles de agua por moles de sal: Moles de aguaMoles de sal anhidra (Redondear el resultado)

                Por ende,

1. Moles H₂O=  0.5361 mol H₂O 18.02g H₂O

Moles H₂O= 0.0297

1. Moles de sal anhidra CuSO4 = 0.959 1 mol CuSO4 159.62gCuSO4

Moles de sal anhidra CuSO4 = 0.00601

1. Razón de moles= 0.0297 moles de H₂O0.00601 moles de sal anhidra CuSO4

Razón de moles= 4.941

1. Análisis y discusión

La sal hidrata, sulfato de cobre (CuSO4 XH2O), tuvo una masa de 1.495g ± 0.001g. Obtuvimos un total de 0.959g ± 0.001g de sal anhidra. La literatura nos dice que esto significa que las moléculas de agua que estaban adheridas a la sal anhidra (formando sal hidratada) se evaporan. Por esto, también  cambió el color de azul a gris. Por otro lado, la masa molar de CuSO4 (la sal anhidra) es de 159.611 g/mol. Según la literatura la masa molar de CuSO4 es de 159.6086 g/mol, tuvimos un porciento de error de 99.99%. Podemos decir que obtuvimos un resultado muy acertado de masa molar y que la pequeña diferencia entre ambas cantidades puede ser debido a la aproximación de los pesos atómicos de los diferentes elementos que componen esta sal.  Al realizar los cálculos obtuvimos un total de 0.536g ± 0.001g de H2O (agua).

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