3. MARCO TEORICO Ley de las proporciones constantes La ley de las proporciones constantes o ley de las proporciones definidas es una de las leyes estequiometricas, según la cual cuando se combinan dos o más elementos para dar un determinado compuesto, siempre lo hacen en una relación constante de masas. Fue enunciada por el farmacéutico y químico francés Louis Proust en 1795, basándose en experimentos que llevó a cabo siendo profesor del Real Colegio de Artillería de Segovia de Segovia, por lo tanto también se conoce como Ley de Proust. Para los compuestos que la siguen, por tanto, proporción de masas entre los elementos que los forman es constante. En términos más modernos de la fórmula molecular, esta ley implica que siempre se van a poder asignar subíndices fijos a cada compuesto. Hay que notar que existe una clase de compuestos, denominados compuestos no estequiométricos (también llamados bertólidos), que no siguen esta ley. Para estos compuestos, la razón entre los elementos pueden variar continuamente entre ciertos límites. Naturalmente, otras sustancias como las aleaciones o los coloides, que no son propiamente compuestos sino mezclas, tampoco siguen esta ley. Se le llama materia a todo aquello que tiene masa y ocupa un lugar en el espacio. En la mayoría de los casos, la materia se puede percibir o medir mediante distintos métodos de química analítica. Biografía de Joseph Louis Proust Joseph Louis Proust (1754 – 1826) de nacionalidad Francesa al igual que Lavoisier, trabaja como químico en España por un lapso de veinte años, tras un trabajo muy preciso y minucioso acotando todo tipo de experiencias, logra demostrar la relación entre sustancias químicas por que las sustancias reaccionantes era siempre la misma, un aporte que lego, dejo claro la no dependencia del método de trabajo utilizado en los laboratorios que esta relación no era dependiente de ello. Proust enunció su ley. “Los reactivos que intervienen en una reacción química lo hacen siempre en una proporción determinada. “Cuando se combinan dos o más elementos para dar un determinado compuesto siempre lo hacen en una relación de masas constantes” Lo que esta diciendo es que siempre va a se de un porcentaje igual cada uno de aquellos elementos, sin importar si solo se combinan 10g o 100 g, esta ley es utilizada al encontrarse reactivos de manera ilimitada en la naturaleza. Pongamos un metal a la intemperie (Cu) como cualquier metal se oxidara con la ayuda de nuestro amigo el oxígeno Cu + O = Cu2O (100 %) 2 g + 0,5 g = 2.5 g (100%) Como vez Cu tiene una proporción del 80% y el O completa el 100% aportando el 20% restante.
Con este conocimiento podemos saber cuando hay otro compuesto aun si no poseemos todos los datos. Un Resumen de la ley de Proust. De los experimentos de electrolisis, se obtuvieron reacciones volumétricas y de masa en el agua formada por H2O. En 1799 Louis Proust estableció que ” cuando dos o más elementos se combinan para formar un compuesto, lo hacen en una relación de masa definida y constante. Biografía de Richter Jeremias Benjamin Richter (Hirschberg, 1762-Berlín, 1807) Químico alemán. Trabajó en una fábrica de cerámica. Descubrió el indio y determinó el peso equivalente de numerosos ácidos y bases. El estudio sistemático de las proporciones numéricas en que se combinan las diversas sustancias le llevó a enunciar la ley de las proporciones recíprocas, también conocida como ley de Richter. Ley de las proporciones equivalentes o ley de Richter La ley de las proporciones recíprocas o equivalentes o también ley de Richter-Wenzel es una de las llamadas leyes estequiométricas y fue enunciada por primera vez por Jeremías Benjamín Richter en 1792 en el libro que estableció los fundamentos de la estequiometría, y fue completada varios años más tarde por Wenzel. Es de importancia para la historia de la química y el desarrollo del concepto de mol y de fórmula química, más que para la química actual. Esta ley permite establecer el peso equivalente o peso-equivalente-gramo, que es la cantidad de un elemento o compuesto que reaccionará con una cantidad fija de una sustancia de referencia. El enunciado de la ley es el siguiente: Las masas de dos elementos diferentes que se combinan con una misma cantidad de un tercer elemento, guardan la misma relación que las masas de aquellos elementos cuando se combinan entre sí. En la ciencia moderna, se usa el concepto de peso equivalente sobre todo en el contexto de las reacciones ácido-base o de las reacciones de reducción-oxidación. En estos contextos, un equivalente es la cantidad de materia que suministra o consume un mol de iones hidrógeno o que suministra o consume un mol de electrones. Puesto de una manera más práctica podríamos decir que si 100 gramos de A pueden combinarse con 200 gramos de C, y 50 gramos de B, también pueden combinarse con 200 gramos de C, entonces 100 gramos de A pueden reaccionar con los 50 gramos de B, o hacerlo en proporciones múltiplos o sub-múltiplos de éstas, como 50 gr de A con 25 gr de B, o 200 gr de A con 100 gr de B. Para poner algún ejemplo en concreto, podemos observar las siguientes reacciones: N2 + 3 H2 –> 2 NH3
En esta reacción, un gramo de hidrógeno reacciona con 4,66 gramos de nitrógeno. H2 + ½ O2 –> H2O En esta reacción, un gramo de hidrógeno reacciona con 8 gr de oxígeno. Según la ley de las proporciones recíprocas, 4,66 gramos de nitrógeno deben ser capaces de reaccionar con 8 gramos de oxígeno. N2 + O2 –> 2 NO En esta reacción de formación de monóxido de nitrógeno, tenemos que 28 gramos de nitrógeno reaccionan con 32 gramos de oxígeno. Entonces si observamos que: 4,66 gramos de nitrógeno, multiplicado por 4, da como resultado los 28 gramos de la última reacción, y 8 gramos de oxígeno, multiplicado por 4, da como resultado los 32 gramos de la reacción de formación del NO, tenemos que la ley de las proporciones recíprocas se cumple perfectamente. Este tipo de observaciones son las que llevaron a la definición del concepto de peso equivalente: se denomina peso equivalente de un elemento a la cantidad del mismo capaz de combinarse con 8 gramos de oxígeno o con un gramo de hidrógeno. Las primeras tablas de pesos equivalentes fueron elaboradas para ácidos y bases por Wenzel, en el año 1977. Al mismo tiempo, y probablemente de manera independiente, Richter elaboró un conjunto de tablas más completo. Ninguna de estas tablas tomaba un punto fijo de referencia, por lo que era necesario publicar varias tablas separadas, para cada par ácido-base. Si tomamos como referencia de peso equivalente al hidrógeno, nos encontraremos con el problema de que el hidrógeno reacciona directamente con pocos elementos. Sin embargo, sabiendo que un gramo de hidrógeno reaccionará con 8 gramos de oxígeno, y este peso de oxígeno puede reaccionar con 35,5 gramos de cloro, podemos seguir asociando elementos a través de diferentes ácidos y bases y hallar su peso equivalente teniendo como referencia al hidrógeno. Otro problema del sistema de pesos equivalentes es que un elemento con distintos estados de oxidación puede combinarse en diferentes proporciones con otro elemento dado, dependiendo justamente del estado de oxidación en que se encuentre. Cuando surgió la presentación de la tabla periódica de los elementos, ideada por Mendeléyev en 1869, el sistema de pesos equivalentes comenzó a dejarse de usar, ya que en la tabla periódica se ordenaban los elementos según su peso atómico, y se agrupaban según sus características.
4. EXPERIMENTACIÓN
1) REACCION
Fe + S + calor 2) REACCION
Zn(s) + 2 HCl(aq)
ZnCl2(aq) + H2(g)
4.1. MATERIALES Y EQUIPOS Vaso de precipitados Crisol metálico Probeta Balanza Electrónica 4.1.2 REACTIVOS Y OTROS Ácido clorhídrico (HCl) Hierro metálico en polvo (Fe) Azufre (S) Cinc (Zn)
4.2. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 1.- REACCION (Fe + S + calor) 1. Preparamos un crisol para hacer reaccionar 0.25g de hierro metálico en polvo con 0.25g de azufre.
2. Primeramente pesamos en una balanza el hierro y el azufre en polvo. 3. Luego de pesar el hierro y azufre lo vaciamos al crisol donde procedemos a mezclar hasta obtener un solo color de mezcla. 4. Ya mezclados se hace reaccionar estos elementos con calor para eso vertemos un poco de alcohol al crisol y prendemos fuego. 5. Observamos mientras se va consumiendo o apagando el fuego. 6. Seguidamente cuando se apague el fuego se hacen las observaciones en las cuales de determina el reactivo limite y el reactivo en exceso. 7. Por último se determina mediante cálculos si el hierro (Fe) en polvo metálico o el azufre (S) es el reactivo límite o exceso para poder comparar con los datos obtenidos en las observaciones hechas.
2.- REACCION (Zn + HCl + calor) 1. En un vaso de precipitados hacer reaccionar 0.3g de Cinc (Zn) con 2ml de acido clorhídrico (HCl) concentrado. 2. Primeramente pesamos el vaso de precipitados, de igual manera el cinc (Zn) y lo colocamos en el vaso de precipitados . 3. Después tomamos la probeta de 10ml en la cual medimos 2ml de ácido clorhídrico para hacerla reaccionar con el Cinc. 4. Vertemos el ácido clorhídrico en el vaso precipitado donde se encuentra el cinc y observamos cómo reaccionan instantáneamente provocando burbujas y un olor desagradable 5. Seguidamente se lo lleva a un horno para que se haga el secado de esta reacción que se vuelve una sal. 6. Una vez retirada del horno se hace de nuevo el peso correspondiente de la sal. http://quimicalibre.com/ley-de-proust-o-de-las-proporciones-definidas/ http://quimica.laguia2000.com/conceptos-basicos/ley-de-proporcionesreciprocas#ixzz3HdQ7h37k http://quimica.laguia2000.com/conceptos-basicos/ley-de-proporcionesreciprocas#ixzz3HdPxJwIC
CONCLUSIONES * Cuando dos o mas elementos se combinan para forma u compuesto independientemente del tipo de tipo de proceso por el cual originan dicho elemento, sus proporciones serán definidas, en una relación de peso constante.
* Un compuesto puro siempre contiene los mismos elementos en una relación de proporcionalidad definida
