Estequiometria de una reaccion quimica

Universidad Tecnológica De Panamá

Centro Regional De Veraguas

Facultad de Ingeniería Civil

Asignatura: Laoratorio Laoratorio de !uímica !uímica ll

"ste#uiometria de una reacción

"laorado Por: $rlando $rtega %&'()&)%*+

Pro,esora: Di-ia de Pin.ón

/IC)*0

Il 1emestre

0()2

$3etivos

1- Relacionar la concentración de las siguientes reacciones con la cantidad del precipitado formado. 2- Identificar el reactivo limitante mediante el cálculo estequimétrico de los restantes

3- Relacionar el reactivo limitante con la coloración de la solución final 4- Realizar cálculos estequimétricos de una reacción qumica

!- Inferir el concepto de reactivo limitante mediante el análisis grafico de los resultados e"perimentales.

4ateriales • • • • • • • • • • •

#u$os de ensa%o 1& " 1!' mm (aso qumico de &'' m) *ec+ero ,unsen ,uretas de !' m) radilla *arcador Regla milimetrada inza /toddard ipeta serológica de 1' m) 0oa milimetrada intra ad+esiva

Reactivos • •

/olución de cloruro de $ario '.1 * /olución de cromato de potasio '.1 *

4arco Teórico

na ecuación qumica es esencialmente una relación que muestra las cantidades relativas de reactivos % productos involucrados en una reacción qumica. )os cálculos estequimétricos son aquellos que se realizan para conocer con precisión la cantidad que se va a o$tener de un determinado producto conocidas las cantidades de los reactivos o por el contrario las cantidades de reactivo que se +an de utilizar para o$tener una determinada cantidad de producto. )a e"presión 5cantidad estequiométrica6 indica la cantidad e"acta que se necesita de una sustancia de acuerdo con una ecuación qumica.

Reactivo limitante /upongamos que estamos preparando el almuerzo para un grupo de escolares7 un sánd8ic+ de amón % queso. ara preparar un sánd8ic+ necesitaremos dos re$anadas de pan de molde una lonc+a de amón % otra de queso. 0a% 4! re$anadas de pan 2! lonc+as de queso % 19 de amón. odremos preparar 19 sánd8ic+es de amón % queso % ni uno más porque no +a% más amón. :ecimos entonces que el amón es el ingrediente limitante del n;mero de sánd8ic+es preparados. moles de o"geno cómo la estequiometria de la reacción es 2 moles de +idrógeno reaccionan con 1 mol de o"geno para dar dos moles de agua una vez +a%a reaccionado todo el +idrógeno nos quedarán dos moles de ?2 % se +a$rán o$tenido 1' moles de agua. =l reactivo que se +a consumido en su totalidad en una reacción qumica se le denomina reactivo limitante %a que limita la cantidad de producto formado. =s en el eemplo anterior el +idrógeno era el reactivo limitante %a que con los > moles de o"geno podramos +a$er o$tenido 14 moles de agua @ómo operar para conocer cuál es el reactivo limitante de una reacciónA alculando los moles de producto que se o$tienen con cada reactivo suponiendo que el resto de reactivos están en cantidad suficiente. =quel reactivo que nos dé el menor n;mero potencial de moles de producto es el reactivo limitante. =l resto de reactivos presentes en ma%or cantidad que la necesaria para reaccionar con la cantidad del reactivo limitante se les denomina reactivos en e"ceso.

Rendimiento de una reacción )a cantidad de producto que se o$tiene si reacciona todo el reactivo limitante se denomina el rendimiento teórico de la reacción )a cantidad de producto que se o$tiene realmente en una reacción es el rendimiento real Rendimiento real < Rendimiento teórico Razones para e"plicar la diferencia entre el rendimiento real % el teórico7 •

•

•

*uc+as reacciones son reversi$les de manera que no proceden 1''B de izquierda a derec+a. =un cuando una reacción se complete en un 1''B resulta difcil recuperar todo el producto del medio de la reacción Ccomo sacar toda la mermelada de un $oteD. )os productos formados pueden seguir reaccionando entre s o con los reactivos para formar todava otros productos.
Procedimientos 1- Rotule 9 tu$os de ensa%o de 1 al 9 2- )lene una $ureta de !' m) limpia con la solución de cloruro de $ario '.1* siguiendo las instrucciones de su profesor.

3- =gregue con la $ureta a los tu$os de ensa%o vol;menes de solución de cloruro de $ario '.1* en la forma que se indica en la ta$la EF1. 4- oloque los tu$os dentro de un vaso qumico de &'' m) con agua.

!- aliente los tu$os con la solución del cloruro de $ario '.1 * por unos minutos en $aGo *ara. &- *ientras calienta lave la $ureta % llénela con la solución de cromato de potasio '1 *.

>- on la a%uda de una pinza stoddar retire los tu$os del $aGo *ara % con a%uda de la $ureta agregue a los tu$os con solución de cloruro de $ario caliente las cantidades correspondientes de solución de cromato de potasio indicadas en la ta$la EF1. =gite H- oloque los tu$os dentro de un vaso qumico con agua fra. rocure que los tu$os queden en posición vertical. 9- ?$serve la formación de un precipitado amarillo % espere apro"imadamente 2' minutos % mida la altura del precipitado en cada tu$o de ensa%o con una regla milimetrada % regstrela en la ta$la 1.

Resultados Tala 5)6 "ste#uiometria de una reacción6 # de tubo de ensayo

#1

#2

#3

#4

#5

#6

#7

#8

#9

mL de 7aCl0 (6) 4

1

2

3

4

!

&

>

H

9

mL de 8 0C r$ /

9

H

>

&

!

4

3

2

1

Altura del 9reci9itado en mm

'.4

'.

'.&

'.

'.9

'.>

'.&

'.

'.4

&

>

4

Clculos
Moles de BaCl 2

1 mlBaCl 2

=

Moles de K 2 CrO 4

=

1000 ml BaCl 2

9 ml K 2 CrO 4

Reactivo limitante J ,al 2

Moles de precipitado

0.1 mol BaCl 2

=

J 1"1'-4 moles de ,al2

0.1 mol K 2 CrO 4 1000 ml k 2 CrO 4

J 9"1'-4 moles de K2r?4

Reactivo en e"ceso J K 2r?4

1 ml BaCl 2

0.1 mol BaCl 2 1 mol BaCrO 4 1000 ml BaCl 2 1 mol BaCl 2

J 1"1'-4 moles de

,ar?4

Moles Rexcutilizados

=

1 ml BaCl 2

0.1 mol BaCl 2 1 mol K 2 CrO 4 1000 ml BaCl 2

1 mol BaCl 2

J 1"1'-4 moles de

K2r?4

%oles de Re&c no utili'ados ( 9"1'-4 moles de K2r?4 - 1"1'-4 moles de K2r?4 J H"1'-4 moles de K2r?4

Tuo de ensao 50

Moles de BaCl 2

2 ml BaCl 2

=

Moles de K 2 CrO 4

0.1 molBaCl 2 1000 mlBaCl 2

8 ml K 2 CrO 4

=



=


0.1 mol K 2 CrO 4 1000 ml k 2 CrO 4

J H"1'-4 moles de K2r?4


2 ml BaCl 2

0.1 mol BaCl 2 1 mol BaCrO 4 1000 ml BaCl 2

1 mol BaCl 2

J 2"1'-4 moles de

,ar?4

Moles Rexc utilizados

=

2 ml BaCl 2


1 mol BaCl 2

J 2"1'-4 moles de

K2r?4

%oles de Re&c no utili'ados ( H"1'-4 moles de K2r?4 - 2"1'-4 moles de K2r?4 J &"1'-4 moles de K2r?4

Tuo de ensao 5*

Moles de BaCl 2

3 ml BaCl 2

=

Moles de K 2 CrO 4


7 ml K 2 CrO 4

=



0.1 mol K 2 CrO 4 1000 ml k 2 CrO 4

J >"1'-4 moles de K2r?4



=

3 mlBaCl 2


1 molBaCl 2

J 3"1'-4 moles de

,ar?4


=

3 mlBaCl 2


1 molBaCl 2

J 3"1'-4 moles de

K2r?4

%oles de Re&c no utili'ados ( >"1'-4 moles de K2r?4 - 3"1'-4 moles de K2r?4 J 4"1'-4 moles de K2r?4

Tuo de ensao 5/

Moles de BaCl 2

4 ml BaCl 2

=

Moles de K 2 CrO 4


6 ml K 2 CrO 4

=



=


0.1 mol K 2 CrO 4 1000 ml k 2 CrO 4

J &"1'-4 moles de K2r?4


4 ml BaCl 2


1 mol BaCl 2

J 4"1'-4 moles de

,ar?4


=

4 ml BaCl 2


1 mol BaCl 2

J 4"1'-4 moles de

K2r?4

%oles de Re&c no utili'ados ( &"1'-4 moles de K2r?4 - 4"1'-4 moles de K2r?4 J 2"1'-4 moles de K2r?4

Tuo de ensao 5+

Moles de BaCl 2

5 ml BaCl 2

=


J !"1'-4 moles de ,al2

Moles de K 2 CrO 4

5 ml K 2 CrO 4

=

0.1 mol K 2 CrO 4 1000 ml k 2 CrO 4

J !"1'-4 moles de K2r?4

omo podemos ver no +a% reactivo limitante as que realizare los cálculos con cualquiera de los dos.


=

5 mlBaCl 2


1 mol BaCl 2

J !"1'-4 moles de

,ar?4


=

5 mlBaCl 2


1 mol BaCl 2

J !"1'-4 moles de

K2r?4

%oles de Re&c no utili'ados ( /e utilizaron todos.

Tuo de ensao 52

Moles de BaCl 2

6 ml BaCl 2

=

Moles de K 2 CrO 4

=

1000 ml BaCl 2

4 ml K 2 CrO 4

Reactivo limitante J K 2r?4


0.1 mol BaCl 2

=

J &"1'-4 moles de ,al2

0.1 mol K 2 CrO 4 1000 ml k 2 CrO 4


Reactivo en e"ceso J ,al 2

4 ml K 2 CrO 4

0.1 mol K 2 CrO 4 1 molBaCrO 4 1000 ml K 2 CrO 4 1 mol K 2 CrO 4

J 4"1'-4 moles

de ,ar?4


=

4 ml K 2 CrO 4

0.1 mol K 2 CrO 4

1 mol BaCl 2

1000 ml K 2 CrO 4 1 mol K 2 CrO 4

J 4"1'-4 moles

de ,al2

%oles de Re&c no utili'ados ( &"1'-4 moles de ,al2 - 4"1'-4 moles de ,al2 J 2"1'-4 moles de ,al2

Tuo de ensao 5;

Moles de BaCl 2

7 ml BaCl 2

=

Moles de K 2 CrO 4

0.1 mol BaCl 2 1000 ml BaCl 2

3 ml K 2 CrO 4

=



=

J >"1'-4 moles de ,al2

0.1 mol K 2 CrO 4 1000 ml k 2 CrO 4



3 ml K 2 CrO 4

0.1 mol K 2 CrO 4 1 mol BaCrO 4 1000 ml K 2 CrO 4 1 mol K 2 CrO 4

J 3"1'-4 moles

de ,ar?4


=

3 ml K 2 CrO 4

0.1 mol K 2 CrO 4

1 mol BaCl 2

1000 ml K 2 CrO 4 1 mol K 2 CrO 4

J 3"1'-4 moles

de ,al2

%oles de Re&c no utili'ados ( >"1'-4 moles de ,al2 - 3"1'-4 moles de ,al2 J 4"1'-4 moles de ,al2

Tuo de ensao 5%

Moles de BaCl 2

8 ml BaCl 2

=

Moles de K 2 CrO 4

1000 ml BaCl 2

2 ml K 2 CrO 4

=



0.1 mol BaCl 2

=

J H"1'-4 moles de ,al2

0.1 mol K 2 CrO 4 1000 ml k 2 CrO 4



2 ml K 2 CrO 4


J 2"1'-4 moles

de ,ar?4

Moles Rexcutilizados de ,al2

=

2 ml K 2 CrO 4

0.1 mol K 2 CrO 4

1 mol BaCl 2

1000 ml K 2 CrO 4 1 mol K 2 CrO 4

J 2"1'-4 moles

%oles de Re&c no utili'ados ( H"1'-4 moles de ,al2 - 2"1'-4 moles de ,al2 J &"1'-4 moles de ,al2

Tuo de ensao 5'

Moles de BaCl 2

9 ml BaCl 2

=

Moles de K 2 CrO 4

0.1 mol BaCl 2 1000 ml BaCl 2

1 ml K 2 CrO 4

=



=


0.1 mol K 2 CrO 4 1000 ml k 2 CrO 4



1 ml K 2 CrO 4


J 1"1'-4 moles

de ,ar?4


=

1 ml K 2 CrO 4

0.1 mol K 2 CrO 4

1 molBaCl 2

1000 ml K 2 CrO 4 1 mol K 2 CrO 4

J 1"1'-4 moles

de ,al2

%oles de Re&c no utili'ados ( 9"1'-4 moles de ,al2 - 1"1'-4 moles de ,al2 J H"1'-4 moles de ,al2

Tala 506 "ste#uiometria de una reacción6 1)*4 # de tubo de ensayo

#1

%oles de !aCl 2

1

moles de  2Cr$4

9

%oles de +reci+itado

#2

#3

#4

#5

#6

#7

#8

#9

3

4

!

&

>

H

9

H

>

&

!

4

3

2

1

1

2

3

4

!

4

3

2

1

%oles del reactivo en e&ceso utili'ados

1

2

3

4

!

4

3

2

1

%oles del reactivo en e&ceso no utili'ados

H

&

4

2

'

2

4

&

H

2

Cuestionario, 1, -.u/ relación e&iste entre la coloración de la solución de los tubos y el reactivo limitante0 dentiiue el reactivo limitante con base a la coloración de la solución,
2, -.ue relación e&iste entre el reactivo limitante y la altura del +reci+itado0 )a relación es que cuando el reactivo limitante era el cloruro de $ario tu$os del 1-4 la altura del precipitado Cde color $lanco7 ,ar?4i$a aumentando. M cuando era el cromato de potasio el reactivo limitante el precipitado comenza$a a disminuir de altura tu$os del &-9. /in em$argo en el caso del tu$o ! que contena la misma cantidad de am$os reactantes se o$servó que en este caso el precipitado alcanzo la má"ima altura posi$le tra$aando con la cantidad de reactivos utilizados. 3, raiue el nmero de moles de reactivo abscisa vs la altura de los +reci+itados ordenada en un +a+el milimetrado, aa una rica +ara cada reactivo, :n cada raica busue el +unto m&imo estable'ca a ue valor de la abscisa corres+onde,

Moles de BaCl2 vs mm de Precipitado

Moles de K2CrO4 vs mm de Precipitado

4, :scriba la ecuación u;mica +ara la reacción entre !aCl2 y 2Cr$4 y determine la esteuiometria de la reacción, ,a)2 N K2r?4 O ,ar?4 N 2 Kl. 5, dentiiue las +osibles uentes de errores e&+erimentales, Palta de precisión en iertos procedimientos.

Prolema "scria la ecuación alanceada de la reacción entre el 4g  el $ 0 9ara ,ormar 4g$  determine a< La masa de 4g$ #ue se ,orma 9or el calentamiento de 2g de 4g  de 2g de $ 0 dentro de un reci9iente cerrado6 < "l reactivo limitante c< Los moles de 4g$ ,ormados6 d< "l reactivo en e-ceso6
gde MgO

=

6 g Mg

=

6gO 2

1 mol Mg 2 mol MgO 40.3 g MgO 24.3 g Mg 2 mol Mg

1 mol Mg

J 9.9! g *g?

on ?2

gde MgO

1 molO 2 2 mol MgO 40.3 g MgO 32 g O 2

1 molO 2

1 mol Mg

J 1!.11 g *g?

Reactivo limitante= %

%oles de %$ ormados ( 9.9! g *g? Q 4'.3 gQmol J '.24> moles de *g?

Reactivo en e&ceso= $ 2

Estequiometria de una reaccion quimica

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