Obtención del sulfato de Estroncio. Laboratorio de Ciencia Básica I Profesor: Flores Maldonado Oscar Luis. Integrantes: Cortes García Edher Kevin. Espinosa Suárez David. 25/05/2017.
Estequiometria
Resumen.
Se obtuvo Sulfato de Estroncio, tomando a consideración la estequiometria de la reacción, ya que la cantidad de Sulfato de Estroncio depende de la relación molar entre los reactivos, fue de vital importancia incluir las unidades y trabajar con la ecuación química ajustada para resolver el problema de estequiometria, se hizo a la obtención del Sulfato de Estroncio a partir de la reacción del nitrato de estroncio junto con sulfato de sodio, hubo añejamiento y por consiguiente, el precipitado, el cual se calentó para su secado y se obtuvo un peso de ++++, el cual no fue preciso ya que en la etapa del precipitado, se utilizó un papel filtro diferente al cuantitativo, por lo que hubo más perdidas del precipitado. El rendimiento de la reacción, está ligado a las condiciones en las que se desarrolla, en el caso de esta reacción, al calcular el Sulfato de Estroncio que se quiso obtener, se utilizó la cantidad de reactivo de cada sustancia, necesaria para reaccionar. Introducción.
Al describir las reacciones químicas, se tiene que referir un punto de vista microscópico y enfocado en las partículas, átomos, iones o moléculas, de las sustancias químicas. Pero generalmente al momento de hacer prácticas, se necesitan unidades mejor manipulables, como pesar en gramos, o medir en mililitros, que estos son sencillos de medir. En gran parte la estequiometria no quiere decir que controlaremos al cien por ciento, cantidades microscópicas de sustancias. Se utiliza de forma rutinaria para planificar experimentos, analizar resultados, y hacer predicciones, todo esto se contribuye para hacer nuevos descubrimientos y tener un mejor conocimiento en el mundo microscópico. Las reacciones químicas Son procesos químicos donde las sustancias intervinientes, sufren cambios en su estructura, para dar origen a otras sustancias. El cambio es más fácil entre sustancias líquidas o gaseosas, o en solución, debido a que se hallan más separadas y permiten un contacto más íntimo entre los cuerpos reaccionantes. Cada reacción está representada con símbolos en los cuales se encuentran los reactivos y la flecha indica los productos, estas tiene diferentes significados (desconocido).Cualitativo: Indica la clase o calidad de las sustancias reaccionantes y productos. La estequiometria es la ciencia que mide las proporciones cuantitativas o relaciones de masa en la que los elementos químicos que están implicados. En una reacción química se observa una modificación de las sustancias presentes: los reactivos se consumen para dar lugar a los productos. (Desconocido) .Los cálculos estequiométricos requieren el manejo adecuado de la masa molar (peso molecular) de las sustancias que participan en una reacción, el ajuste de las ecuaciones químicas, así como la ley de la conservación de la masa y la ley de las proporciones definidas. Es importante comprender que en los reactivos reaccionara una cantidad de sustancia específica, que se conocen como: Reactivo en exceso: Es aquella sustancia que ingresa al reactor químico en mayor proporción, por lo tanto queda como sobrante al finalizar la reacción.
Reactivo limitante: Es aquella sustancia que ingresa al reactor químico en menor proporción y al agotarse limita la cantidad máxima del producto obtenido Eficiencia de una reacción: La cantidad de producto que se suele obtener de una reacción química, es siempre menor que la cantidad teórica. Esto depende de varios factores, como la pureza del reactivo y de las reacciones secundarias que puedan tener lugar. Lograr una reacción 100% eficiente es prácticamente imposible. Rendimiento teórico, rendimiento real. El rendimiento teórico de una reacción es la cantidad de producto que se espera, calculada a partir de las cantidades dadas de los reactivos. La cantidad de producto que realmente se obtiene se llama rendimiento real. En muchas reacciones el rendimiento real es casi exactamente igual al rendimiento teórico y se dice que son reacciones cuantitativas. Por otra parte el rendimiento real es menor que el rendimiento teórico, siendo el rendimiento porcentual menos al cien por ciento. Ecuaciones iónicas netas Una ecuación iónica neta es una ecuación que incluye solamente a los participantes en la reacción, estando cada participante indicado mediante el símbolo o formula que mejor lo representa. Se escriben símbolos individuales y formulas completas para los sólidos insolubles. Como en las ecuaciones iónicas netas intervienen especies con carga eléctrica, los iones, una ecuación iónica neta debe tener ajustado tanto los números de átomos de cada tipo, como las cargas eléctricas. Reacciones de precipitación. Las reacciones de precipitación tienen lugar cuando se combinan determinados aniones y cationes obteniéndose como producto un sólido iónico insoluble que se llama precipitado. Las reacciones de precipitación se utilizan en el laboratorio para identificar los iones presentes, en una disolución. En la industria, las reacciones de precipitación se utilizan para obtener numerosos compuestos químicos. Reglas de solubilidad para sólidos iónicos comunes. Cuando haya conflicto entre dos de las siguientes reglas numeradas, sígase el dictamen de la regla de menor número. Así se llegara a la predicción correcta en la mayoría de casos. 1. Las Sales de cationes del grupo 1 (con algunas excepciones para el +) y el catión 4son solubles. 2. Los nitratos, acetatos y percloratos son solubles. 3. Las sales de plata, plomo, mercurio (I) son insolubles.
4. Los cloruros, bromuros y yoduros son solubles. 5. Los carbonatos, fosfatos, sulfuros, óxidos e hidróxidos son insolubles (los sulfuros de cationes del grupo 2 y los hidróxidos de 2+ , 2+, 2+ son ligeramente solubles). 6. Los sulfatos son solubles excepto los de calcio, estroncio y bario. Contaminación de precipitados. La contaminación de los precipitados es un aspecto importante a considerar en los procesos de separación por precipitación, puesto que debido a las múltiples formas de manifestarse, es difícil tener un precipitado totalmente puro. Coprecipitación: El precipitado fundamental y el contaminante se originan al mismo tiempo, pudiéndose distinguir entre dos tipos: por adsorción y por oclusión. Por adsorción consiste en un arrastre de impurezas en la superficie del precipitado, mientras que en la oclusión, el arrastre de las impurezas se realiza en el interior de las partículas primarias del precipitado. Posprecipitación: El precipitado fundamental estaba inicialmente puro, produciéndose la contaminación después que la precipitación ha terminado. Este fenómeno se favorece con el tiempo de agitación y con la elevación de la temperatura, pudiendo llegar a un aumento del 100% en el peso del precipitado puro. Etapas de precipitación. Los precipitados, tienen cierto tratamiento para ser separados, procedimiento que inicia con la digestión, en este proceso se ponen en contacto los precipitados con sus aguas madres. La digestión de la mayor parte de los precipitados a lugar a su purificación, por quedar las impurezas en la solución durante el proceso de recristalización. De esta forma, después de la digestión, debe procederse al filtrado de un precipitado, el cual comprende tres fases: a) Decantación: Consiste en pasar a través del filtro tanto líquido sea posible, manteniendo el sólido precipitado prácticamente sin perturbar el vaso donde se formó. Procediendo así, se acorta el tiempo total de filtración y se retrasa la obstrucción de los poros del medio filtrante con el precipitado. b) Lavado: Proceso en el cual se añade una cantidad pequeña del líquido de lavado adecuado al precipitado, la mayor parte del cual debe quedar en el vaso después de que el líquido en que se formó se ha vertido sobre el filtro. El líquido de lavado debe cumplir con los siguientes requisitos. EL disolvente debe tener un coeficiente de temperatura amplio respecto a la solubilidad de la sustancia.
Las impurezas deben ser o insolubles en caliente o solubles en frío El disolvente debe ser químicamente inerte respecto a la sustancia. Desde el punto de vista práctico el éxito de las separaciones por precipitación depende en gran manera de la última etapa de las fases que, generalmente, se realiza por algún procedimiento de filtración. c) Transvase: El grueso de precipitado se pasa del vaso al filtro mediante adecuadas corrientes del líquido de lavado convenientemente dirigidas. Secado: En materiales orgánicos solamente será necesario el secado para eliminar el solvente después de los lavados. En cambio sí es de origen inorgánico y no es posible el secado, se debe consultar la temperatura de estabilidad máxima del material sólido para que no ocurran transformaciones químicas. Calcinación: Muchos precipitados contienen cantidades variables de agua y una composición inadecuada para su pesada por lo que es necesario eliminarlo mediante calentamiento del precipitado. La calcinación de los precipitados acarea reacciones de descomposición térmica como son la descomposición de las sales en sus componentes ácidos y básicos. HIPOTESIS.
La estequiometria permite calcular las cantidades de producto que se forman al reaccionar determinadas cantidades de reactivos, sean puros o cierta pureza. Un precipitado, es la formación de un sólido en el seno de un líquido. Si se hace reaccionar 0.5760 gramos de nitrato de estroncio con 0.3858 gramos de sulfato de sodio se obtendrá .5 gramos de precipitado de sulfato de estroncio. Objetivo:
Se calculó +++ gramos de sulfato de estroncio. Procedimiento.
Material: 2 vasos de precipitado de 100 mL. 1 probeta de 100 mL. 1 soporte universal. 1 papel filtro cuantitativo. 1 vidrio de reloj. 1 varilla de vidrio. 1 termómetro de inmersión parcial. 1 pinzas para crisol. Estufa
Reactivos: 1 gramo de nitrato de estroncio 1 gramos de sulfato de sodio.
Reactivos: Nitrato de estroncio
sulfato de sodio
Sulfato de estroncio
Propiedades Físicas Químicas Peso molecular: 211.6. Es soluble en agua a una 3 proporción de 1 parte en Densidad: 0.00298/ Punto de ebullición: 645°C. 8800. Es más soluble en ácido clorhídrico diluido y ácido nítrico es apreciablemente soluble en soluciones de cloruros. Apariencia Sólido Solubilidad en agua 4.76 cristalino blanco g/100 mL (0°C) 42.7 g/100 Densidad 2.664 g/cm3 mL (100°C) (anhidro) kg/m3; 1.464 g/cm3 (decahidrato) g/cm3 Masa molar 142.04 g/mol (anhidro) 322.20 g/mol (decahidro) g/mol Punto de fusión 1 157,15 (anhidro) Punto de ebullición 1702,15 K (1429 °C) Es soluble en agua a una masa molar 183,68 g / proporción de 1 parte en mol 8800. Es más soluble en apariencia polvo blanco ácido clorhídrico diluido y o gris ácido nítrico es olor inodoro apreciablemente soluble en densidad 3,96 g / cm 3 soluciones de cloruros. Punto de fusión 1605 ° C
Método: 1. Se pesó 0.576 gramos de nitrato de estroncio y se añadió a un vaso de precipitado. 2. Se midió con una probeta 30 mL de agua destilada y se vertió poco a poco al nitrato de estroncio. 3. Se pesó 0.38585 gramos de sulfato de sodio y se añadió a un vaso de precipitado. 4. Se midió con una probeta 30 mL de agua destilada y se vertió poco a poco al nitrato de estroncio. 5. Se calentó el vaso de precipitado que contenía el nitrato de estroncio a 60° C. 6. Se vertió el vaso de precipitado que contiene el sulfato de sodio al vaso de precipitado que contiene el nitrato de estroncio 7. Se dejó añejar por 24 horas. 8. Se utilizó un embudo para filtran con papel filtro y se lavó con poca agua destilada.
9. Se hiso el secado metiéndolo a una estufa a 150° C, el papel filtro junto apoyándose de un vidrio de reloj. 10. Se pesó el papel filtro con el nitrato, Resultados.
Se obtuvo un peso completo de 1.9859 gramos, se hizo la diferencia del papel filtro con un peso de 1.53 gramos, se logró obtener 0.4559 gramos de sulfato de estroncio.
Balanza analítica con papel filtro y sulfato de estroncio. Discusión de resultados.
El peso obtenido, no fue el esperado, porque hubo factores que originaron perdidas del sulfato de estroncio, la principal equivocación, fue usar un papel filtro diferente al cuantitativo, este tipo de papel están fabricados utilizando fibras de celulosa y línters de algodón de elevada pureza, cuyo contenido en alfa-celulosa es de prácticamente el 100%, es decir los papeles cuantitativos están diseñados para el análisis de gravimetría y para la preparación de muestras para el análisis con instrumentos . Se define un filtro cuantitativo cuando la pureza e integridad del mismo son de suficiente calidad como para hacer pruebas que requieren algún tipo de medición cuantitativa. Los mismos están confeccionado Libre de Cenizas. El rendimiento teórico esperado era de .5 gramos. El rendimiento real fue de 0.4559 gramos. Por lo que el rendimiento porcentual fue:
.455 .5
× 100% = 91.18%
Conclusión.
El rendimiento de reacción de una sustancia está ligado a las condiciones en los que se desarrolla. Dentro de una reacción siempre hay un reactivo que reaccionara completamente y otro que al contrario le faltara reaccionar. Son muchos los factores físicos y químicos que intervienen en una reacción. La Estequiometria nos sirve para calcular y conocer la cantidad de materia de los productos que se forma a partir de los reactivos además 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. El rendimiento de una reacción se debe también a la pureza de los reactivos, y en muchas ocasiones los reactivos participan en otro tipo de reacciones secundarias, de menor importancia. Bibliografia:
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