Estequiometria - fines educativos PDF

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PRACTICA: ESTEQUIOMETRÍA.

Entregado por: Laura Vanessa Puerta Tobías. Luis Fernando Esteban Romero. Aura Vanessa Pineda Jiménez.

Recibido por: Docente. Adolfo Consuegra. Auxiliar: Manuel Martinez.

Universidad de Sucre. Facultad de Educación y Ciencias Departamento de Biología y Química Programa de Biología Sincelejo-Sucre 13/02/2019 ESTEQUIOMETRÍA.

INTRODUCCIÓN: La estequiometria es la parte de la química que estudia las relaciones de masa de los elementos dentro de un compuesto, de manera particular y las relaciones de masa de las sustancias que intervienen en una reacción química, de manera general.. Dentro de los cálculos químicos tienen especial importancia el reactivo limitante, quien en últimas es las cantidades de sustancias que define la masa de productos formados en una reacción, en esta práctica se ilustra este concepto.

OBJETIVOS: ● Determinar el porcentaje de carbonato de una muestra, con base en la estequiometría de la reacción carbonato ácido clorhídrico. ● lustrar los conceptos de “reactivo límite” y reactivo en exceso. ● Determinar la pureza del HCl usado.

MATERIALES Y REACTIVOS: ● ● ● ● ● ● ● ●

Matraz de fondo plano (500 mL). Tubos de vidrio. Probeta de 250 mL. Vasos de precipitado. Tapones de caucho. Mangueras de caucho. Carbonato de calcio. Ácido clorhídrico.

PROCEDIMIENTO: Para llevar a cabo la práctica se siguieron las siguientes instrucciones:

● Se preparó una solución de ácido clorhídrico de 100mL , tomando 10 ml del HCl del laboratorio y completando con agua hasta 100 ml. ● Posteriormente se pesaron 6 porciones de CaCO3 de 1.00gr separadamente. ● Se depositaron 9, 12, 15, 18, 21 y 24 mL de ácido clorhídrico preparado en matraz. ● Se colocó en el cuello del matraz que contenía las respectivas cantidades de solución de ácido clorhídrico, 1.00 gr de carbonato teniendo cuidado que no se fuese al fondo del matraz. ● Se tapó el matraz con el corcho horadado provisto de tubo y manguera para desprendimiento de gas. La manguera de desprendimiento estaba introducida a una probeta con agua. ● Se inclinó el matraz para que cayera el carbonato sobre el ácido clorhídrico hasta reaccionar totalmente y se procedió a tomar los datos del volumen de agua desalojado en la probeta

.

RESULTADOS: De Acuerdo a los resultados obtenidos en cada ensayo, se realizaron los cálculos necesarios que serán mostrados en la siguiente tabla.

Tabla1: VolHCLusado, vol CO2 producido, moles de CO2 Sol HCl (ml)

Vol CO2 (ml)

Hc H2O (mmHg)

n CO2

9.0

90

280

0.00337

12.0

140

275

0.00525

15.0

220

250

0.00828

18.0

250

240

0.00942

21.0

220

250

0.00828

24.0

240

235

0.00905

Para hallar las moles de CO2 se usaron las siguientes ecuaciones y los siguientes pasos en sus respectivas unidades. Pc=

PCO 2=Patm−PvH 2O− Pc

hc 13.6

PV =nRT Patm=PvH 2 O + PCO 2+ Pc

Hallamos la Pc: Pc=

Pc= Pc=

Pc=

hc 13.6

280 =20.6 mmHg 13.6

275 =20.2 mmHg 13.6

250 =18.4 mmHg 13.6

Hallamos la PCO2:

PCO 2=Patm−PvH 2O− Pc

Patm=749 mmHg PvH 2 O=26.7

a 27°C

Pc=

240 =17.6 mmHg 13.6

Pc=

250 =18.4 mmHg 13.6

1) 2) 3) 4) 5) 6)

PCO2= 749−26.7 −20.6 =701.7 mmHg PCO2= 749−26.7 −20.2=702.1 mmHg PCO2= 749−26.7 −18.4 =703.9 mmHg PCO2= 749−26.7 −17.6 =704.7 mmHg PCO2= 749−26.7 −18.4 =703.9 mmHg PCO2= 749−26.7 −17.3=705 mmHg

Pasamos de mmHg a atm.

Se tiene en cuenta que 1atm=760mmHg Entonces: 1) 701.7 mmHg=0.9232 atm 2) 702.1mmHg=0.9238 atm 3) 703.9 mmHg=0.9261 atm 4) 704.7 mmHg=0.9272 atm 5) 703.9 mmHg=0.9261 atm 6) 705 mmHg =0.9276 atm

Hallamos el número de moles que hay en el CO2. PV =nRT

n=

PV RT

n=

n=

n=

n=

n=

n=

0.9232 atm× 0.09 L 0.083088 =0.003377 Mol = 24.6 mol atm L ×300 K 0.082 K mol

0.9238 atm× 0.14 L 0.129332 =0.005257 Mol = atm L 24.6 mol 0.082 ×300 K K mol

0.9261 atm× 0.22 L 0.203742 =0.008282 Mol = atm L 24.6 mol 0.082 ×300 K K mol

0.9272 atm× 0.25 L 0.2318 =0.009422 Mol = atm L 24.6 mol 0.082 ×300 K K mol

0.9261 atm× 0.22 L 0.203742 =0.008282 Mol = 24.6 mol atm L ×300 K 0.082 K mol

0.9276 atm× 0.24 L 0.222624 =0.009049 Mol = 24.6 mol atm L ×300 K 0.082 K mol

Cuestionario 1. De acuerdo a los resultados obtenidos en cada ensayo, realice los cálculos necesarios para completar la siguiente tabla de datos :

Vol. HCl (Ml)

Vol. CO2 (L)

usado

producido

Moles de CO2

9.0

90

0.00337

12.0

140

0.00525

15.0

220

0.00828

18.0

250

0.00942

21.0

220

0.00828

24.0

240

0.00905

2. Utilizando los datos de la tabla 1 construya un gráfico de volumen de HCl usado vs. moles de CO2 producidos. RTA/

3. Haga el análisis correspondiente a la gráfica obtenida. Hasta donde es reactivo límite HCl y reactivo en exceso CaCO3.? R/: La gráfica nos muestra que el número de moles de CO 2 es proporcional al volumen

de HCl hasta un determinado punto luego desciende, esto se da porque al reaccionar el CaCO3 con el HCl en distintos volúmenes de solución se muestra que el reactivo limitante fue HCl hasta 21.0 ml de HCl y el reactivo en exceso era el CaCO 3 y luego al tener mayor volumen de solución de HCl reaccionaban muchos más ml de HCl con el CaCO3 y el reactivo en exceso pasaría hacer el HCl. 4. Según la gráfica cuál es la cantidad máxima de CO 2 producida a partir de las muestras de carbonato con ácido en exceso. R/: La gráfica nos muestra que cuando hay ácido en exceso la cantidad máxima de CO2 producida es 0.00791 moles, ya que el HCl se encuentra en exceso porque hay mayor concentración o solución de la misma comparado con los gramos a reaccionar de CaCO3 5. ¿Cuáles son las cantidades estequiométricas (teóricamente) de CaCO3 y HCl que producen este número de moles de CO2? R/: Teniendo en cuenta: CaCO3(s) + 2 HCl(aq) = H2O(l) + CO2(g) + CaCl2(aq). Se puede decir que: 1mol de CaCO 3, 2mol de HCl son equivalentes a 1mol de H 2O, 1mol de CO2, 1mol de CaCl2. ANÁLISIS DE RESULTADOS: Al analizar la tabla lo primero que se puede notar es que al mezclar ciertas cantidades de HCl (9.0 mL, 12,0 mL, 15.0 mL) con 1 gramo de CaCO3 la producción de CO2 aumenta por cada valor de HCl propuesto. Entonces se percibe que cada gramo de CaCO3 se disuelve por completo en el HCl, esta reacciona produciendo el CO2 que al aumentar la cantidad de HCl el CO2 aumentará hasta cierto punto, clasificando así al HCl como el reactivo en exceso. Igualmente notamos que la altura del agua desciende proporcionalmente al aumentar el CO2. Entonces el gas CO2 que se recoge está en contacto con agua, por lo cual deberá considerarse la ley de Dalton de las presiones parciales. El CO2 es un gas y este gas ejerce presión en el recipiente en el que se encuentra contenido empujando así el agua y de esta manera el CO2 llenará el espacio (volumen) y permitirá medir la cantidad de CO2 producido en la reacción; Aquí entra lo que conocemos como reactivo límite (Es el reactivo que en una reacción química determinada, da a conocer o limita, la cantidad de producto formado, y provoca una concentración específica o limitante a la anterior). Por ende el CO2 es el reactivo límite y el reactivo en exceso es el HCl. CONCLUSIÓN:

La estequiometría es fundamental en los procesos llevados a cabo durante la química, debido a que constantemente se están reaccionando elementos, durante la práctica de laboratorio pudimos percibir cómo ocurren estos procesos y con el presente informe se da a conocer de manera teórica los procesos que ocurren durante la práctica experimental, se logró dar una respuesta al porqué ocurre la reacción, qué significa cuando un reactivo es límite o cuando un reactivo está en exceso, y se logró comprobar experimentalmente lo que sucede cuando un compuesto limita la reacción. BIBLIOGRAFÍA: https://quimica.laguia2000.com/conceptos-basicos/reactivo-en-exceso https://es.wikipedia.org/wiki/Reactivo_limitante http://www.profesorenlinea.cl/Quimica/Estequiometria.html...