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INFORME DE LABORATORIO Nº02 ESTEQUIOMETRÍA - QUÍMICA

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INFORME DE LABORATORIO Nº 2 ESTEQUIOMETRIA I. OBJETIVOS: 











Como en el laboratorio anterior, dentro de los objetivos es seguir mostrando a los alumnos los diferentes instrumentos, materiales y equipos que se emplean en el laboratorio. Estudiaremos las reacciones químicas y observaremos los cambios cualitativos y cuantitativos que ocurren en ésta. Estudiar la estequiometria de una reacción, es decir, indicar la proporción de moléculas de reactivos y productos que intervienen en una reacción química. Estudiar las reacciones de precipitación. Esto consiste en la formación de un compuesto insoluble, cuando se mezclan dos disoluciones. Utilizar técnicas de separación de mezclas heterogéneas sólido-líquido: filtración, que consiste en separar, cuantitativamente, un sólido insoluble en un líquido de dicho líquido. Al realizar los experimentos aplicar los cálculos estequiométricos estequiométricos involucrados en cada uno de los experimentos experimento s y conocer las técnicas de laboratorio que requiere cada uno de los experimentos hechos.

II. MATERIALES : 

Matraz de Erlenmeyer.-



Embudo.-



Probetas.-



Buretas.-

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Vasos de precipitados.-



Mechero de Bunsen.-



Papel Filtro.-



Tubos de ensayo.-



Pipeta.-

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

Rejilla.-



Balanza



Guantes de Protección.-



Pinzas



Bagueta.-



Piceta.-

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

Trípode.-



Radiador.-



Crisol.-



Tapón.-

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EXPERIMENTO Nº 1. DETERMINACIÓN DE LA EFICIENCIA DE UNA REACCIÓN. 1. Enjuagar bien, con agua destilada, un tubo de ensayo; Medir luego con una pipeta 4 mL de solución de cloruro de bario y colocarlo en el tubo de ensayo, luego enjuagando la pipeta anterior o usando otra limpia medir 4 mL de solución de carbonato de sodio y suelte su contenido lentamente al tubo de ensayo y observe la formación del precipitado. Deje reposar el tubo. 2. Filtrar la solución con el precipitado. Para ello se deberá tomar un papel filtro y pesarlo, luego doblar el papel de filtro y colocar en el embudo debajo del cual debe haber un vaso de precipitado pequeño, agitar el contenido del tubo de ensayo en el que esta el precipitado y pasar rápidamente éste al filtro. Colocar un tubo de prueba debajo del embudo y reúna algunos mL de filtrado, con ellos enjuagar las paredes del tubo que contiene la solución a filtrar y rápidamente vierta el contenido al filtro para así recoger todo el precipitado del tubo. 3. Luego de que ya no se filtra más, quitar el papel filtro con cuidado y colocarlo sobre la rejilla y secar en el radiador a una temperatura que n sea mayor a 90°. Finalmente, pesar el papel del filtro seco conteniendo las sustancias correspondientes, Anotar los pesos.

EXPERIMENTO Nº 2. DESPRENDIMIENTO DE UN GAS 1.

Pesar un tubo de ensayo de 18 x 155 mm.completamente seco y anotar.

2. Colocar una muestra debidamente pesada de clorato de potasio en el tubo de ensayo. 3. Tape el tubo de ensayo con el corcho de silicona y conecte una manguerita por la ramificación del tubo (usar un tubo con ramificación), y tenga listo en un vaso un poco de agua de caño. 4. pinza evitar luego

Encienda el mechero de bunsen en llama no luminosa y sujetando con una comience a calentar el tubo de ensayo (que no este húmedo por fuera para que se raje), sumerja el extremo de la manguerita dentro del vaso de agua, caliente el tubo por unos minutos y observe la reacción que se produce.

5. Cuando ya no se produce más reacción, apagar el mechero y dejar enfriar el tubo, luego pesar solo el tubo con lo que quedo en su interior.

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EXPERIMENTO Nº 3. DETERMINACIÓN DE LA FÓRMULA DE UN HIDRATO . 1.

Pesar un crisol seco y vacío.

2. Luego colocar en el crisol una pequeña cantidad del hidrato de sulfato de cobre y pesar ambos a la vez. 3. Colocar el crisol con la muestra del hidrato sobre la rejilla y en el colocar ambos en el trípode, encender el mechero en llama no luminosa y dejar calentar por un lapso de 20 a 25 minutos. 4. Luego observar el cambio de color que sucede en la muestra inicial y cuando se torna blanquecina, apagar el mechero y dejar enfriar. 5. Estando ya frío el crisol, pesarlo y por diferencia de pesos determinar la el peso del agua que se evaporó.

III. CÁLCULOS Y RESULTADOS: EXPERIMENTO Nº 1. DETERMINACIÓN DE LA EFICIENCIA DE UNA REACCIÓN. A) CUANDO SE FORMA UN RECIPITADO 1. Construyendo la reacción.

BaCl2 (aq)

4 mL 0,2 M

+

Na2CO3 (aq)

BaCO3 +

2NaCl (aq)

Precipitado color blanco

4 mL

Se observa que se obtiene una solución transparente con un precipitado color blanco .

2. Para el proceso de filtración se necesitó usar un papel filtro debidamente pesado en la balanza electrónica, siendo su peso 0.83 g: Masa del papel filtro M0= 0.84 g

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Luego para la filtración se dobló el papel filtro como indica en la figura y se colocó en el embudo, luego se echó la solución con el precipitado en el embudo que esta sostenida por la probeta que aloja al líquido filtrado.

3. Luego de filtrado todo el líquido, se procede con el secado del sólido que queda en el papel filtro: Masa del papelcon muestra M1= 0.95 g

Luego, como el papel filtro solo pesa 0.91 g y el papel con el sólido pesa 1.05 g, se deduce que la masa experimental del sólido es:

ME= M1-M0 ME=0.97 g-0.84 ME=0.13 g

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Hallamos la masa teórica mediante las moles de carbonato de sodio y cloruro de bario que racionan usando:



N º moles

Molaridad 

0.2 

volumen

n Na2CO3

n Na2CO3  0.0008 moles

0.004 L

n BaCl2



0.0008 moles

Hallamos las masas de los reactantes:



m Na2CO3 m BaCl2

 106



208

g mol g

mol

 0.0008mol 

 0.0008mol 

0.0848g

0.1664g

M BaCO3  197 g mol M BaCl2  208 g mol

Como todos los reactivos se consumen entonces hallemos la masa del carbonato de bario producido:



BaCl2 (aq) dato

+

Na2CO3 (aq)

208 g

106 g

experimento 0.1664 g

x 

208

Ó

g

+

2NaCl (aq

197g

0.0848 g

197  0.1664

BaCO3

x

x



197  0.0848 106

g

x  0.1973g

A esta x la llamaremos la masa teórica: M T MT=0.1973 g Luego, el porcentaje de rendimiento o eficiencia será:

% R



ME MT

x100

% R 

0.13g 0.1973 g

9

x100

% R  65,68




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De esto podemos decir que el porcentaje de error de la reacción fue:

%error  34.11% B) CUANDO SE PRODUCE DESPRENDIMIENTO DE UN GAS 1. El peso del tubo de ensayo vacío era de 19. g. Masa del tubo seco vacío m0=20.49 g 2. Luego de colocar la muestra de clorato de potasio en el tubo de ensayo se peso 20 g. Masa del tubo con muestra inicial m1=21.59 g 

Entonces la masa teórica de KClO 3de la muestra inicial será: mT1= m1-m0 – 0.1 g MnO2 MT1=21.59 g – 20.49 g – 0.1 g MT1=1

3. Armando el experimento.

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4. Luego de armar el experimento, se observa que se desprende un gas y se aprecia gracias a que éste sale en forma de burbujas del agua.



La reacción que se produce es:



KClO3( s )   KCl ( s ) MnO2 0.1 g

122.5 g

74.5

1g

x y

x 

y 



3 2

O2( g )

24

1  74.5 122.5

1  24 122.5

  mT 2

  mT 3

x  mT 2  0.6081 g

y  mT 3  0.3918 g

5. Luego de enfriado el tubo de ensayo con el cloruro de potasio en su interior, se procedió a pesar obteniendo como resultado 21.18 g: Masa del tubo con producto final m2=21.18 g

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Material

m experimental

m teórica

% Rendimiento

KCl

(m2-m0)-0.1 g=0.59 g

mT2=0.608 g

%R1

O2

m1-m2=0.36 g

mT3=0.39 g

%R2

Como el rendimiento o eficiencia de la reacción es: % R 

ME MT

x100%

Entonces el rendimiento de la reacción con respecto al cloruro de potasio es:

% R1



0.58 g 0.6081 g

x100



97.04 %

x100



92 .3%

Y con respecto al oxígeno es:

% R2





0.32 g 0.3918g

EXPERIMENTO Nº 3. DETERMINACIÓN DE LA FÓRMULA DE UN HIDRATO. 1. Se tiene el crisol: seco y vacío. Masa del crisol seco vacío W0=22.09 g 2. Aquí se tiene el crisol con la muestra del sulfato hidratado. Al pesarlos, la balanza arroja 24.09 g: Masa del crisol con muestra inicial W1=24.09 g



De donde ya podemos calcular la masa inicial del hidrato, que vendría a ser: WH1= W1-W0 WH1=24.09 g – 22.09 g WH1=2 12


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3. En esta parte es donde se deja calentar el hidrato en el mechero de bunsen en llama no luminosa por un lapso de 20 a 25 minutos. 20 a 25 min.

4. Luego se observa que el hidrato va perdiendo el color debido a la pérdida de agua.

5. Estando ya frío el crisol, al pesarlo se obtiene 22.66 g. Masa del crisol con anhidro W2=23.44 g 

Luego la masa del anhidro (CuSO 4) será: WANHIDRO=W2-W0 WANHIDRO=23.44 g- 22.09 g WANHIDRO=1.35 g



Y la masa de agua desprendida será: WAGUA=W1-W2 WAGUA=24.09 g- 23.44 g WAGUA=0.65 g

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

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Se forma la siguiente reacción: 

 CuSO4  xH 2 O CuSO4 . xH 2O  Donde x se obtiene de la siguiente manera:

x 



n H 2O nCuSO4

W H 2O x 

x  4.27

M H 2O W CuSO4 M CuSO4

EXPERIMENTO Nº4: OBTENCIÓN DEL YESO MATE

El sulfato de calcio es muy abundante en la naturaleza, es conocido como el mineral de yeso (CaSO4.2H2O). Este al ser calentado ligeramente da lugar a la formación del yeso mate (CaSO4.1/2H2O); este se puede utilizar en la fabricación de moldes y matrices en virtud de la reversibilidad de la reacción química anterior. El yeso es algo soluble en agua si se calienta a una temperatura de 100ºC a 112ºC pierde parte de su agua, transformándose en yeso mate; el cual pulverizado y mezclado con agua se empasta con esta y se endurece posteriormente en contacto con el aire, fenómeno que se llama fraguar el yeso debido a que el yeso mate fija 3 moléculas de agua y se cristaliza. Si se calienta el yeso a una temperatura superior a 600ºC pierda la propiedad de endurecer con el agua.

Materiales y reactivos    

1 tubo de ensayo 1 pinza para tubo 1 gradilla para tubo 1 espátula

   

1 mechero Yeso común Sulfato de cobre(anhidro) Guantes de protección

Procedimiento del experimento: Colocamos 2g de yeso natural en el tubo de ensayo. Prendemos el mechero en llama no luminosa y calentamos el tubo de ensayo con la pinza un ángulo de 45º.

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

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Se forman gotas de un líquido en la pared fría del tubo de ensayo.



EXPERIMENTO Nº5: REACCIÓN DE CARBONATACIÓN

La piedra caliza es una roca sedimentaria empleada en construcción desde la antigüedad, al someterla al calentamiento a más de 1000°C se descompone de la siguiente manera: CaCO3

calor

CaO(s) + CO2

El CaO se le conoce como cal viva y se empleaba como mortero mezclándolo con agua y otros agregados para formar una argamasa que servía para unir los ladrillos. Al agregar agua a la cal esta forma hidróxido de calcio o cal apagada. La que con el tiempo reacciona con el CO 2del aire formando nuevamente la piedra caliza.

Reacción de Carbonatación CaO(s)+H2O

Ca(OH)2(ac)

Ca(OH)2 + CO2

CaCO3

Materiales y reactivos 

 

Solución saturada de Ca(OH) 2 1 sorbete 1 vaso de 250ml

Procedimiento del experimento: Se vierte 50ml de una solución saturada de hidróxido de calcio en el vaso. Con ayuda del sorbete, soplar en la solución cuidando de no expulsar el líquido. Continuar hasta notar un cambio notorio en la solución.



Se pone turbia la solución debido a la presencia de partículas sólidas de carbonato de calcio.

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IV. CONCLUSIONES: 

Con la realización de este trabajo nos dimos cuenta de cómo son las diferentes reacciones, y como son sus características.



El investigar este tipo de reacciones, sustancias y demás, nos ayudan a fomentar el espíritu investigativo.



Mediante de estas prácticas pudimos conocer algunas propiedades físicas y químicas de algunas sustancias mediante su manipulación en el laboratorio.



Aprendimos que una reacción real siempre tiene una eficiencia menor al 100% debido a los diferentes factores que puedan influir en el momento de la reacción.



En el primer experimento vimos como todos los reactivos se consumieron en forma proporcional



En el segundo vimos como mediante la radiación calorífica descomponíamos una molécula.



En el tercero también mediante la

radiación calorífica deshidratábamos al

sulfato de cobre y mediante simples operaciones hallamos la fórmula del hidrato.

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V. CUESTIONARIO 1.- Calcule la masa de carbonato de bario que se obtiene a partir de 114 mL de una solución 0.5 M de BaCl2

BaCl2 (aq)

Dato:

+

Na2CO3 (aq)

208g

106g

0.057 mol

0.057mol

BaCO3 +

2NaCl (aq)

197g

0.057mol

Masa de BaCO3 = (0.057) (197) =11.229g

2.- Considerando la descomposición del CaCO 3 y la eficiencia calculada en el experimento 1. Determine la masa de este compuesto que se debe emplear para obtener 500 mL de CO2 medidos a C.N. La eficiencia obtenida en el primer experimento fue de 65.68%: CaCO3(s) Teórico:

n mol

Experimental:

n mol

+

Calor

nteor = nexp(efic%)

CaO(s) n mol

+

CO2(ac) n mol 65.68%(n) mol

nexp(CO2) = Vexp(CO) = 0,5L 22,4 L



= 0,022 moles

22,4 L 65.68%(n)=0.022 moles

mCaCO3=(n)MASA MOLAR CaCO3=0.033(100)=3.3

mCaCO3=3.3g

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n=0.033 moles


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3.-En el experimento 5 ¿Qué indica la operación del enturbiamiento del agua de cal, a medida que se hace burbujear el CO2? Al momento de hacer burbujear el dióxido de carbono a travez del agua de cal, se lleva a cabo la reacción siguiente: Ca(OH)2 + CO2

CaCO3

Formándose carbonato de calcio sólido, que provoca el enturbiamiento de la solución. VI.TEMA DE INVESTIGACIÓN

PIEDRA CALIZA

DEFINICIÓN: La piedra caliza es una roca sedimentaria, compuesta mayoritariamente por carbonato de calcio (CaCO3) y en ocasiones con pequeñas cantidades de minerales como la arcilla, la hermatita, la siderita, el cuarzo, entre otros, la cuales llegan a modificar el color y grado de coherencia de la roca (en ocasiones muy sensiblemente).

APLICACIONES: Es muy común dentro de la la ingeniería civil y la arquitectura, hoy en día se utiliza muy con frecuencia en todos los tipos de edificios y de esculturas. Gracias a sus características como la textura y el aspecto es utilizada tanto en interiores como exteriores para construir cimientos, columnas, fuentes, adoquines, pisos, paredes, fachadas, esculturas, molduras, entre otros; principalmente de tipo residencial.

CARACTERISTICAS: Es una roca ígnea la cual pertenece al grupo de los silicatos y tiene una estructura heterogénea. Está compuesta por Sílice, oxido de hierro, carbonatos, cuarzo. Su formación es generada por un tipo de erupción volcánica muy enérgica y violenta que expulsa el material hasta lugares muy lejanos a través del aire.    

Es muy duradero. Es un material pesado, haciéndolo impráctico para edificios de gran altura, y relativamente costoso como material de construcción. Es una roca ígnea la cual pertenece al grupo de los silicatos y tiene una estructura heterogénea. Está compuesta por Sílice, oxido de hierro, carbonatos, cuarzo.

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