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Universidad Del Atlántico Materia: Laboratorio De Fundamentos De Química Tema: Estequiometria Alumnas: Greisy Bénitez Rosa Facetti Dina Guerra Marena Moreno Zunali Pérez Nelsy Villeros Grupo 4(19l) Fecha: 22 Abril 2017 Programa: Licenciatura En Biología y Química Profesora: Alejandra Zambrano I semestre Barranquilla-Atlántico 2
CONTENIDO 1. INTRODUCCIÓN ................................................................................................ 4 2. JUSTIFICACION………………………… ……………………………….5 3. OBJETIVOS ........................................................................................................ 6 General ................................................................................................................ 6 Específicos........................................................................................................... 6 4. MARCO TEÓRICO .............................................................................................. 7 5. METODOLOGÍA EXPERIMENTAL ..................................................................... 9 6. ANALISIS POR RESULTADOS…………………………………………………..…14 7. PREGUNTAS DE LA GUIA……………………………………………………… .....16
8. CONCLUSION .................................................................................................. 17 9. BIBLIOGRAFÍA – WEBGRAFIA ........................................................................ 18 10. ANEXO……………………………………………………………………..……….20
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1. INTRODUCCIÓN
La estequiometria se utiliza para calcular cuanta materia prima debemos utilizar para que un producto quede en las mejores condiciones. Es decir determinar las masas de combinación de las sustancias. Se puede definir como la parte de la química que trata sobre las relaciones cuantitativas entre los elementos y los compuestos en reacciones químicas.
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2. JUSTIFICACIÓN Con esta experiencia se busca preparar disoluciones, determinar material en moles y gramos para así determinar quién es el reactivo limite y en exceso en una reacción de KI + Pb(NO3)2.
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3. OBJETIVOS
General
El objetivo de este laboratorio es relacionar alguna de las propiedades de la estequiometria con los principios de nomenclatura, reconocer y aplicar los principales métodos para formar compuestos químicos. Por ultimo mediante la observación, el eficiente y responsable empleo de los materiales del laboratorio, elaborar un informe cualitativo sobre la formación de compuestos químicos.
Específicos
Ilustrar algunos principios del análisis gravimétrico y la utilidad práctica.
Realizar una técnica general a seguir en el análisis gravimétrico para recoger cuantitativamente un precipitado y pesarlo.
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4. MARCO TEÓRICO
Cuando una reacción química que está en disolución produce un precipitado que es insoluble en agua, de su peso y las cantidades utilizadas de las disoluciones reactantes se puede, por razonamiento estequimétrico, sacar inferencias sobre la estequiometria de la reacción o sobre la concentración de una especie en una de las disoluciones. Se prepararon soluciones acuosas de sales solubles como son el Pb (NO3)2 y el KI, de concentraciones 0.5m. Se mezclarán ciertos volúmenes de estas soluciones y se observará lo que pasa en la reacción, es decir la formación de un precipitado de sal insoluble de yoduro de plomo luego a partir de los volúmenes relativos de las soluciones, de su molaridad y los pesos de los precipitados formados en cada caso, se puede con razonamiento estequimétrico, deducir cuá l es la estequiometria de la reacción y la fórmula del yoduro de plomo producido.
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Estequiometria Es el cálculo de las relaciones cuantitativas entre reactantes1 (o también conocidos como reactivos) y productos en el transcurso de una reacción química. Estas relaciones se pueden deducir a partir de la teoría atómica. La estequiometria es la ciencia que mide las proporciones cuantitativas o relaciones de masa de los elementos químicos que están implicados. PRINCIPIO En una reacción química se observa una modificación de las sustancias presentes: los reactivos se consumen para dar lugar a los productos. A escala microscópica, la reacción química es una modificación de los enlaces entre átomos, por desplazamientos de electrones: unos enlaces se rompen y otros se forman, pero los átomos implicados se conservan. Esto es lo que llamamos la ley de conservación de la masa, que implica las dos leyes siguientes:
la conservación del número de átomos de cada elemento químico la conservación de la carga total
Las relaciones estequiométricas entre las cantidades de reactivos consumidos y productos formados dependen directamente de estas leyes de conservación, y están determinadas por la ecuación (ajustada) de la reacción.
MOL Es uno de los más importantes en la química. Su comprensión y aplicación son básicas en la comprensión de otros temas. Es una parte fundamental del lenguaje de la química. Cantidad de sustancia que contiene el mismo número de unidades elementales (átomos, moléculas, iones, etc.) que el número de átomos presentes en 12 g de carbono 12. Cuando hablamos de un mol, hablamos de un número específico de materia. Por ejemplo si decimos una docena sabemos que son 12, una centena 100 y un mol equivale a 6.022x 10 Este número se conoce como Número de Avogadro y es un número tan grande que es difícil imaginarlo. Un mol de azufre, contiene el mismo número de átomos que un mol de plata, el mismo número de átomos que un mol de calcio, y el mismo número de átomos que un mol de cualquier otro elemento. 1 MOL de un elemento = 6.022 x 10 23 átomos
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5. METODOLOGÍA EXPERIMENTAL
MATERIALES
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2 Pipeta Graduadas 1 Estufa De Laboratorio 1 Diluidor 1 Embudo Papel Filtro 1 Malla De Asbesto 1 Vidrio Reloj 2 Beakers Pb(NO3)2 (Nitrato De Plomo) 2 Matraz Aforado De 50ml
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KI (Yoduro De Potasio) 1 Erlenmeyer De 100ml Agua Destilada o peróxido de hidrógeno, destilada = H2O, oxigenada =H2O2. 2 Tubos De Ensayo 2 Tapones De Caucho 1 Espátula Hoja de papel para pesar KI y Pb(NO3)2.
PROCEDIMIENTO A
1. Lavar las herramientas con agua destilada: Beakers, tubos de ensayo y matraces aforados. 2. Se llenan dos matraces con 50ml de agua destilada c/u. 3. Se coloca un pedazo de hoja de papel en la balanza electica y se presiona la tecla tarar, luego se agrega 0,415 g de KI (Yoduro De Potasio) para obtener esta cantidad en la balanza eléctrica. 4. Se coloca un pedazo de hoja de papel en la balanza electica y se presiona la tecla tarar, luego se agrega 0,331 g de Pb(NO3)2 (Nitrato De Plomo) para obtener esta cantidad en la balanza eléctrica. 5. Se agrega Yoduro De Potasio (KI) en un beaker en un colchón de agua destilada para ser diluido, luego se vierte a un matraz que tiene 50ml de agua destilada. Luego se lava el beaker con agua destilada para poder preparar la siguiente solución.
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6. Se agrega Nitrato De Plomo Pb(NO3)2 en el beaker en un colchón de agua destilada para ser diluido, luego se vierte a un matraz que tiene 50ml de agua destilada. Luego se lava el beaker con agua destilada para poder preparar la siguiente solución. 7. Se sustrae con una pipeta graduada 5 ml de Yoduro De Potasio (KI) para agregarlo en un tubo de ensayo vacío. Luego se lava la pipeta graduada con agua destilada. 8. Se sustrae con la pipeta graduada 5ml de Nitrato De Plomo Pb(NO3)2 y se agrega al 2do tubo de ensayo vacío. 9. En un beaker limpio se procede a mezclar las dos sustancias, las cuales reaccionan formando un color amarillo siendo un producto de 10ml. Luego se lavan los tubos de ensayo con agua destilada. 10. Se dobla un papel filtro a la cuarta parte, se humedece la punta para formar un cono e introducirlo al embudo para filtrar la sustancia mezclada en el tubo de ensayo, permitiendo así separar la sustancia amarilla del líquido de color transparente que es el sobrenadante. Esta reacción resume de la siguiente manera: KI (Yoduro De Potasio) + Pb(NO 3)2. (Nitrato De Plomo) + 10ml H2O2 (Peróxido De Hidrógeno) 11. La sustancia amarilla que queda filtrada se pone a secar en la estufa de laboratorio y luego se masa en la balanza eléctrica una vez que el producto este seco. 12. Se sustrae con la pipeta 5 ml del líquido transparente o sobrenadante; que es la mezcla de los reactivos, para agregarlos a un tubo de ensayo limpio. 13. Para probar cuál de las sustancias es el límite y cuál es la que se encuentra en exceso se toma un poco de Pb(NO 3)2. (Nitrato De Plomo) puro y seco y se agrega a uno de los tubos de ensayo observando que sucede esta reacción analizando que no cambia su apariencia por lo tanto esta sería la sustancia en exceso. 14. Luego se toma cierta cantidad de la solución con KI (Yoduro de Potasio) para agregarlo en el otro embudo y observamos que hubo un cambio de color inmediato el cual es amarillo.
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PROCEDIMIENTO B: ELABORACIÓN DE SOLUCIONES POR MEDIO DE CALCULOS PARA PREPARAR LA SOLUCIÓN 1 QUE ES DE KI (Yoduro De Potasio) Y LA SOLUCION 2 DE Pb(NO3)2 (Nitrato De Plomo) SE TOMAN EN CUENTA LOS SIGUIENTES DATOS Y CALCULOS. Previo a realizar los cálculos, se marcan los tubos de ensayo y los matraces aforados con sus respectivos nombres de KI y Pb(NO3)2.
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DATOS UTILIZADOS PARA PREPARAR SOLUCION:
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M de KI= 0,2 mol/LSln
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M de Pb(NO3)2 = 0,2 mol/LSln
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-
L Sln = 5 ml , X = 0,005 L mol = 0,001 mol PM KI = 166 g/mol de KI PM Pb(NO3)2 = 331 g/mol de Pb(NO3)2 g= 0,166g de KI g= 0,331g de Pb(NO3)2 % Rendimiento= 91,3% de rendimiento de PbI 2 (solido o polvo amarillo que resulta como producto de la reacción) Peso del papel filtro 1 = 0.9 g Peso del KI puro y seco= 0,166 g Peso del papel filtro 2 = 0.9 g Peso del Pb(NO3)2 puro y seco= 0,331 g Peso del precipitado PbI2 = , g Peso del papel + precipitado PbI2 = , g
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CALCULOS REALIZADOS PARA PREPARAR SOLUCION:
M=
-
-
mol L Sln
M KI = M=
0,166g de KI 166 g/mol de KI
=
0,001mol
=
0,2 mol/ L Sln
0,005 L Sln
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M Pb(NO3)2 = M=
0,331g de Pb(NO3)2
=
331 g/mol de Pb(NO3)2
mol = M . Lsln mol = 0,2 mol/L sln. 0,005 L mol = 0,001 mol
0,001mol
=
0,2 mol/ L Sln
0,005 L Sln
Pasamos ml a L
1L = 1000 ml 5ml . ___1L___ 1000 ml X = 0,005 L
PM Para KI: K = Potasio, I = Yodo,
39 127 166 g/mol de KI (PM KI)
PM Para Pb(NO3)2: Pb = Plomo, 207 N = Nitrógeno, 14 . 2 = 28 O = Oxigeno, 16 . 6 = 96 331 g/mol de Pb(NO 3)2 (PM Pb(NO3)2)
mol = _g_ PM Despejamos a gramos: 12
g = mol . PM A) g que se necesitan de KI g g
= mol . PM de KI = 0,001mol . 166g/mol
g= 0,166g de KI
B) g que se necesitan de Pb(NO3)2 g g
= mol . PM de Pb(NO 3)2 = 0,001mol . 331g/mol
g= 0,331g de Pb(NO3)2
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6. ANALISIS POR RESULTADOS ANALISIS # 1 Fue posible observar en los cálculos que el rendimiento teórico no coincide perfectamente con el rendimiento experimental inicial, por lo que debimos verificar los datos de la práctica y realizar un análisis lógico de lo que se obtuvo a través de los datos en la práctica y lo que tendríamos que haber obtenido realizando bien los cálculos. Debido a que en el laboratorio se realizaron mal los cálculos, la cantidad de gramos utilizados afecto el porcentaje de rendimiento ya que los gramos estaban sobrepasando 10 veces el valor que tendríamos que haber obtenido. El porcentaje de rendimiento resulto más del 100% en un análisis inicial, por lo cual ratificamos los cálculos en casa y obtuvimos los valores en gramos que se tendrían que haber obtenido en la práctica para que el rendimiento no sobrepasara el 100%. Finalmente se pudo analizar la experiencia de manera correcta por medio de verificación de datos y un análisis lógico.
ANALISIS # 2 2 KI
+
0,001mol
1Pb(NO 3)2 0,001mol
1 PbI2 0,0005 Reaccionan 0,0005 Sobran
0,166g de KI
0,331g de Pb(NO3)2
ANALISIS # 3 Teniendo en cuenta que la reacción siempre está 2 a 1, determinamos qué cantidad reacciona y qué cantidad sobra. El porcentaje de rendimiento es el resultado que perfectamente tendría que haber dado. Pb(NO3)2(aq) + 2KI(aq) → PbI2(s) + 2 KNO3(aq) Aq (solución acuosa) S (solido) 14
FORMULA DEL PORCENTAJE DE RENDIMIENTO DE UNA REACION QUIMICA: % Rendimiento= (rendimiento real (g)) / (rendimiento teórico (g)) × 100%
% Rendimiento
% Rendimiento = 0,21 g análisis × 100% 0,23g teórico % Rendimiento = 0,9130 × 100% % Rendimiento = 91,3 %
ANALISIS # 4: De acuerdo al procedimiento anterior el % Rendimiento es 91,3% donde PbI 2 es el sólido o polvo amarillo que resulta como producto de la reacción y el KNO3 es el sobrenadante.
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7. PREGUNTAS DE LA GUIA 1. Hacer un gráfico colocando en el eje de la Y los gramos de yoduro de plomo y en el eje X mililitros de nitrato de plomo adicionados. ( Hoja Milimetrada) 2. Calcular el número de moles de nitrato de plomo y yoduro de sodio utilizado en cada uno de los tubos, haga una tabla. -
g= 0,166g de KI g= 0,331g de Pb(NO3)2
3. De la gráfica deduzca en cuál de estos tubos hay la cantidad justamente requerida de solución de nitrato de plomo que reacciona con todo el yoduro de sodio. Utilizando la tabla anterior determine la relación de moles de nitrato de plomo a moles de yoduro de potasio. Con base en esta relación deduzca la estequiometría de la reacción y la fórmula del yoduro de plomo. Pb(NO3)2(aq) + 2KI(aq) → PbI2(s) + 2 KNO3(aq)
Yoduro De Plomo
4. De acuerdo a la respuesta al punto anterior ¿Cuál es la naturaleza del filtrado? Si a este se le evapora todo el agua ¿Queda algún residuo? ¿De qué? ¿Cuánto de él? Responda las mismas preguntas para el tubo por usted trabajado. Si, queda un residuo el cual es el nitrato de potasio KNO3 y su naturaleza es una solución acuosa que queda como producto de la reacción siendo este el residuo. Luego de filtrarse el yoduro de plomo de naturaleza solido que queda filtrado de color amarillo el cual colocamos en una estufa para evaporar el agua o retirar su humedad.
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8. CONCLUSION La estequiometria es de gran importancia para los procesos químicos, lo que la hace una herramienta indispensable, pues nos permite realizar los cálculos necesarios para determinar la masa de cada una de las materias primas que deben mezclarse y reaccionar, para obtener una masa determinada de producto. Además problemas tan diversos del grado de contaminación de un río, la cuantificación de la clorofila de una planta, el análisis bromatológico de un fruto, etc. Se logró el objetivo dentro del laboratorio el cual con sistía en determinar una técnica analítica acerca de la precipitación de un compuesto químico. Se determinó el peso de los reactivos y productos tanto iniciales como finales. Hallamos la molaridad (Concentración de una solución expresada en el núm ero de moles disueltos por litro de disolución) y el peso en gramos de cada una de estas, para concluir, se notó una gran diferencia entre el yoduro de sodio y el nitrato de plomo ya que se dividió la solución que filtramos obtenida al principio y se le adicionó cierta cantidad de yoduro de sodio por lo tanto no tuvo ningún tipo de reacción por ser el reactivo sobrante, y luego le agregamos cierta cantidad de nitrato de plomo a la solución filtrada el cual provocó una reacción de color amarillo intenso nuevamente, esto quiere decir que este compuesto es el reactivo límite ya que determinó la cantidad total del producto formado. De acuerdo con la reacción y productos: Pb(NO3)2(aq) + 2KI(aq) → PbI2(s) + 2 KNO3(aq) El Yoduro de plomo queda como residuo. El yoduro de potasio queda filtrado de color amarillo el cual colocamos en una estufa para evaporar el agua o retirar su humedad. Los reactivos de naturaleza solución acuosa son el Pb(NO3)2 Nitrato de plomo II) y el KI (Yoduro de Potasio).
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9. BIBLIOGRAFÍA – WEBGRAFIA
https://www.google.com.co/webhp?sourceid=chrome-instant&ion=1&espv=2&ie=UTF8#q=estequiometria
TELA ALAMBRE ASBESTO 15 X 15 [ 1 pza] - Material de laboratorio ...
www.cosmotienda.com/tienda/tela-alambre-asbesto-p-3751.html
¿El agua destilada es lo mismo q el agua oxigenada?
https://es.answers.yahoo.com/question/index?qid=20071016191148AAIv06z
“Reacción del nitrato de plomo (II) y el yoduro de potasio”
http://juliolarrodera.blogspot.com.co/2012/08/reaccion-del-nitrato-de-plomo-ii-yel.html
Formula del porcentaje de rendimiento de una reacción química
https://www.google.com.co/webhp?sourceid=chromeinstant&ion=1&espv=2&ie=UTF8#q=formula+del+porcentaje+de+rendimiento+de+una+reaccion+quimica
Química en solución acuosa
https://es.wikipedia.org/wiki/Nitrato_de_plomo_(II)
Video conceptos básicos de estequiometria https://www.youtube.com/watch?v=QDTn__99GpI
https://es.wikipedia.org/wiki/Nitrato_de_plomo_(II)
https://es.wikipedia.org/wiki/Yoduro_de_potasio
https://es.wikipedia.org/wiki/Yoduro_de_plomo_(II)
http://pendientedemigracion.ucm.es/info/analitic/Asociencia/LluviaOro.pdf
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https://es.wikipedia.org/wiki/Análisis_gravimétrico
diccionario.raing.es/es/lema/sobrenadante
https://es.wikipedia.org/wiki/Alotropía
https://es.wikipedia.org/wiki/Sustancia
https://es.wikipedia.org/wiki/Disolvente
Reactivo Límite (explicaciones y ejercicios resueltos) https://www.youtube.com/watch?v=YjAty3hJE88
https://www.google.com.co/webhp?sourceid=chromeinstant&ion=1&espv=2&ie=UTF-8#q=molaridad Gráfico de la reacción
http://www.heurema.com/PQ/PQ10-Estequiom2/ESTEQKI-Pb(NO3)2%20.pdf
Como agregar texto a fórmula en Microsoft Excel
https://www.youtube.com/watch?v=m3LxQKFsdms
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10. ANEXOS
g de PbI (s) Valores X 0,001 0,002 0,003 0,004
ml de Pb(NO3)2 (aq) Valores Y 0,0005 0,001 0,0015 0,002
La línea recta de color naranja representa ecuación de la estequiometria eje y = g yoduro de plomo, eje x = ml Pb(NO3)2
Ecuación: Y= x – 10E-4 / 2
FUENTE: http://www.heurema.com/PQ/PQ10-Estequiom2/ESTEQKIPb(NO3)2%20.pdf
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