Informe DE Equivalentes Quimicos- Laboratorio DE Quimica - Johana Angie Gonzales Mamani PDF

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UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMÓN FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA LABO RATO RIO EQUIVALENTES QUIMICOS DE ESTUDIANTE: QUIMI Johana Angie Gonzales Mamani CA GRUPO: DOCENTE: Ing. Sonia Mendieta Brito FECHA DE ENTREGA: 19 de octubre de 2020 Cochabamba Bolivia Equivalentes quimicos...

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NIVERSIDAD MAYOR DE SAN SI FACULTAD DE CIENCIAS TECNOLOGÍA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

LABO RATO RIO EQUIVALENTES QUIMICOS DE ESTUDIANTE: QUIMI JohanaAngieGonzales Ma ma ni CA “3” GRUPO: DOCENTE: I ng. So ni aMe n di e t aBr i t o FECHA DE ENTREGA: 1 9deoc t u b r ede Cochabamba – Bolivia

Equivalentes quimicos 1. INTRODUCCION El presente texto pretende enseñar y establecer de una forma sencilla el equivalente químico, donde primero sacamos muchos materiales de laboratorio para hacer los cálculos necesarios. Donde sacamos las cantidades de masas de magnesio con ácido clorhídrico (HCl), calculamos el equivalente químico, el peso del equivalente químico Además, este reporte contiene detallado paso a paso cada uno de los procedimientos realizados durante la práctica que permitió medir el equivalente químico del magnesio con acido clorhidrico . Tambien determinaremos los conceptos de equivalentes quimicos, la realcion entre mol y equivalente ,tendremos informacion de como calcular el numero de equivalentes .

2. OBJETIVOS 

Determinar la relacion entre el mol y equivalente



Determinación del equivalente-gramo del magnesio



Comprender como calcular los numeros de equivalentes

3. MARCO TEORICO EQUIVALENTES QUIMICOS : El empleo del concepto de equivalentequímico ha sido desaconsejado porque suaplicación dependía del tipo de reaccióntratada (ácido-base, redox, etcétera), entreotros inconvenientes[1]. Este parámetro útilen el cálculo químico, sobre todo en lasreacciones redox y ácido-base, que aún seemplea en textos universitarios recientes[2,3], merece una reconsideración si seplantea desde otra perspectiva.El problema básico, en mi entender, es dar una definiciónrealmente operativa y genérica de equivalente químico, si-milar a la que se da al concepto de mol De acuerdo con lo expresado se propone lasiguiente definición: “Un equivalente químico es un mol de la función químicacon que actúa una sustancia”.

Así, en los ácidos y bases Brönted-Lowry, un equivalenteácido/base será un mol de protones e iones hidroxilo respec-tivamente. Por ejemplo: -Un mol de HCl produce un mol de protones, es decir, unequivalente ácido. Un mol de ácido sulfúrico, al ser dipróti-co, produce dos moles de protones, por tanto, dos equivalentes ácido. En el caso del ácido ortofosfórico, H3PO4, losequivalentes por mol serían tres, de participar los tres protones. El siguiente esquema se muestra lo dicho:

HCl

Æ Cl

-

+

H

+

1 mol 1mol 1 mol (1 equivalente) 0,5 moles 0,5 moles 0,5 moles (0,5 equivalentes) H 2

SO 4

Æ

SO

+

2H

4 2+

1mol 1 mol moles (2 equivalente)

2

0,5moles 0,5 moles (1 equivalente)

1mol

HCl Cl- + H+ 1mol 1 mol (1 equivalente) 0,5 moles 0,5 moles (0,5 equivalentes) H2SO4 SO4 2- + 2 H+ 1mol 1 mol 2 moles (2 equivalente) 0,5moles 0,5 moles 1mol (1 equivalente)

1 mol 0,5 moles

Igual razonamiento podemos emplear para equivalentesbásicos en los casos de NaOH, el Ca(OH)2o cualquier otrabase. En las reacciones redox un equivalenteserá un mol de electrones, pues es lo quese transfiere. Además, el número deequivalentes por mol dependerá del esta-do de oxidación que alcance la sustanciaen el proceso porque de ello dependerá lacantidad de electrones transferidos porátomo o molécula.Así en : Cu(II) + 2 e

Cu ; Cu

Cu(II) + 2 e

se transfirieren dos moles de electrones,es decir, dos equivalentes redox por mol. Pero en los casos: Cu(I) + 1 e

Cu ; Cu

Cu(I) + 1 e

se transfiere sólo uno. En el caso :

MnO4= + 8 H+ + 5 e

Mn2+ + 4 H2O

se transfieren cinco moles (equivalentes) por mol. Pero en MnO4= + 4 H+ + 3 e

MnO2 + 2 H2O

se intercambian tres.

En las reacciones de precipitación los equivalentes pormol dependerían de la carga eléctrica del ion implicado demanera similar al razonamiento usado en los ácidos y base.Como regla general se tiene: Nº de equivalentes = moles de sustancia x nº de fun-ciones químicas en cada molécula, átomo o ion. Masa o peso equivalentes A partir de aquí, la idea de masa o peso equivalentes es fácilde comprender. La definiríamos como: Masa de sustancia, en gramos, que contiene o generaun equivalente químico.

Supongamos el H2SO4: Si en 98 g (masa molar 98 g/mol)hay dos equivalentes, en la mitad habrá uno. Por tanto la masanecesaria para tener un equivalente será la mitad de la masamolar (49 g/equivalente). Para el ácido ortofosfórico, con tresprotones, la masa equivalente será un tercio de la masa molarpues contendrá un equivalente ácido. Similares considera-ciones se pueden hacer con el resto de sustancias.En general: Masa equivalente(o peso equivalente) = Masa molar/ nºde funciones por molécula.

Masa equivalente(o peso equivalente) = Masa molar/ nº de funciones por molécula. Masa equivalente(o peso equivalente) = Masa molar/ nº de funciones por molécula. Nº de equivalente = masa de sustancia (g)/ peso equivalente Luego el uso de masa equivalente (o peso) y el cálculo de los equivalentes que hay en una cantidad en gramos de sustancia no deberían ser complicados de asimilar por el alumnado. Por otra parte, como no parece difícil hacer comprender al estudiante que las reacciones de cualquier tipo se establecen de equivalente a equivalente, los cálculos estequiométricos podrían realizarse de forma más intuitiva que los hechos a través de las relaciones molares. Por ejemplo: Nº de equivalentes ácidos = Nº de equivalentes básicos gramos de ácido/ peso equivalente del ácido = gramos de base / peso equivalente de la base de donde se podría obtener la masa de cualquier sustancia conocida la masa de su complementaria en la reacción. PESO EQUIVALENTE :

El peso equivalente o peso de combinación es la cantidad de una sustancia capaz de combinarse o desplazar 1 parte en masa de H2, 8 partes en masa de O2 o 35,5 partes en masa de Cl2. De este concepto podemos notar que los pesos equivalentes del H2, O2, Cl2 están establecidos como cantidades estándares de referencia. Cabe indicar que el H2, O2 y Cl2 se toman convencionalmente como elementos de referencia ya que se combinan con la mayoría de los elementos para formar una gran variedad de compuestos químicos.

Sean las siguientes reacciones químicas: Ejemplo 1: En la reacción se observa que 23 g de Na es químicamente equivalente a 1 g de H2 (Dato.: Peso atómico Na = 23 , H = 1)

Ejemplo 2: en la reacción se observa que 23 g de Na es químicamente equivalente a 8 g de O2 (Dato.: Peso atómico Na = 23, O = 16)

De los dos primeros ejemplos podemos deducir que 1 g de H2 es químicamente equivalente a 8 g de O2. Esto significa que si ambos elementos se combinan lo harían en la proporción en masa de 1 a 8, lo cual es compatible con las pruebas experimentales. Este ejemplo nos indica que no es necesario realizar la combinación química para determinar la proporción de combinación entre las sustancias químicas y se puede llegar a ello por concepto de equivalencia. En la siguiente figura se indica cantidades equivalentes en masa o pesos equivalentes del Na, O2 y H2 Equivalente gramo. - “el peso equivalente de una sustancia es el eso de un equivalente de molécula en gramos. DETERMINACIÓN DE PESOS EQUIVALENTES:

Elemento. - “Se calcula dividiendo su peso atómico entre su número de oxidación o valencia”. Acido. - “Se obtiene de la razón de su peso molecular entre su número de hidrógenos”.

Bases. - “se calcula dividiendo su peso molecular “se calcula dividiendo su peso molecular entre su entre su número de oxidrilos”.

Sal.- “Se obtiene de la razón de su peso molecular entre la carga de sus iones positivos por el subíndice de este (catión)”.

Reacciones Redox. - “Ya sea para el agente oxidante o bien para el reductor se divide el peso molecular entre el número de electrones o perdidos”. Equivalente gramo, es un término que ha sido utilizado en varios contextos en química. Es la masa de un equivalente, que es la masa de una sustancia dada que: - Se deposita o se libera cuando circula 1 mol de electrones - Sustituye o reacciona con un mol de iones hidrógeno (H+) en una reacción ácido-base; - Sustituye o reacciona con un mol de electrones en una reacción redox.1 Ecuación general de los gases: PV=nRT, donde P es la presión (atm), V es volumen (L), n es el # de moles, R constante de los gases y T temperatura (K)

4. DESARROLLO EXPERIMENTAL Para llevar a cabo esta experiencia es necesario disponer de un tubo graduado cerrado por uno de sus extremos, y con un tapón de corcho adaptado como el que se muestra en la fotografía, que se situará en el extremo abierto de dicho tubo. Este tapón tiene ajustado un alambre de cobre acabado en espiral, sobre la cual se enganchará la cinta de magnesio, y además, contiene un orificio que permite el paso de fluidos.

Comenzaremos pesando un trozo de 2 a 3 cm de cinta de Mg, la cual doblaremos y fijaremos a la espiral de cobre.

Dentro del tubo graduado verteremos aproximadamente 6 mL de HCl 8M; conviene hacerlo con el tubo inclinado para favorecer que el líquido resbale.

Posteriormente y con cuidado, completamos de llenar el tubo con agua procurando no moverlo para evitar, en la medida de lo posible, la mezcla entre ambos líquidos. Mientras se vierte el agua, esta arrastrará hacia abajo el HCl que haya quedado adherido sobre las paredes del tubo, de forma que la boca del tubo quede limpia de él. No deben de quedar burbujas adheridas, por lo que podemos golpear suavemente para su expulsión. Una vez que el tubo está completamente enrasado con agua y libre de burbujas se ce

No ha de quedar burbuja alguna de aire tras el cierre. La espiral con el Mg quedará en el extremo del tubo donde en un principio solo hay agua, por lo tanto en este momento todavía no habrá comenzado la reacción.

A continuación invertiremos el tubo e introduciremos su extremo con el tampón en un recipiente con agua, en posición vertical, y sujetándolo a un soporte. Esta maniobra acelerará la difusión del HCl que entrará en contacto con el Mg.

Al difundirse el ácido se inicia la reacción observándose claramente la formación de gas, hidrógeno.

Una vez finalizada la reacción, lo cual se detecta por el cese del desprendimiento gaseoso se golpea el tubo suavemente para que asciendan todas las burbujas adheridas.

Finalmente mediremos el volumen de gas recogido en el tubo para lo cual procederemos a tapar el orificio del tapón e introducir de nuevo verticalmente el tubo, en este caso, dentro de una probeta ll

Cuidamos de enrasar el nivel de líquido interior de la bureta con el nivel de líquido exterior. Así nos aseguramos de medir el volumen de hidrógeno generado a presión atmosférica.

Para poder calcular en número de moles de H2 formados empleando la ecuación de los gases ideales, tenemos que anotar además la temperatura del agua, la temperatura y presión atmosférica en el laboratorio, y la presión de vapor del agua a esa temperatura, necesarias para conocer la presión real de hidrógeno. Debemos repetir el proceso dos veces para obtener un valor promedio.

5. DATOS CALCULOS Y RESULTADOS Cantidad de Mg

0,021 g

Temperatura del agua

21 ºC

Temperatura del laboratorio

21 ºC

Presión atmosférica en el laboratorio

705 mm Hg

Presión de vapor del agua a 21ºC

19,827 mm Hg

Volumen de hidrógeno

0,0248 L

Peso equivalente del Mg

11,17

Error relativo

8,14

REACCIÓN: Mg + 2HC1 → MgC12 + H2 Oxidación: Mg → Mg2+ + 2e

E°= 2,356 v

Reducción: 2H+ + 2e → H2

E°= 0,000 v E°= E°cátodo- E°ánodo = 2,356 v

La reacción se produce espontáneamente: ΔG° = –n·F·E° = –2·96.480·2,356 = - 450.372,96 J/mol

CÁLCULOS: Phidrógeno=Patm–Pvapor de agua= 705 - 19,827 = 685,173 mm Hg

P·V = n·R·T → n = P·V R·T = (685,173/760)·0,0248 0,082·295,15 = 9,238·10-4 mol H2 9,238·10-4mol H2 x

2 g H2 1molH2 = 0,000188 g H2 n° Eq Mg = n° Eq H2; gMg P eqMg = gH2 PeqH2 ; PeqH2 = 1g / Eq PeqMg = gMg gH 2 x PeqH2 = 0,021 0,00188 = 11,17 g/Eq Error: 11,17 – 12,15 12,15 x 100 = 8,14 %

6. CONCLUSIONES 

La definición de equivalente químico aquí propuesta no resulta artificiosa, pues parte del concepto de mol, ni oculta el significado de la reacción química implicada porque su conocimiento cabal es necesario en la determinación de los equivalentes.



El experimento realizado nos da informacion de como manejar los materiales y obtener el peso equivalente del gramo Mg



llevamos a cabo la reacción completa de una masa conocida de magnesio con ácido clorhídrico (HCl).



se dedujo la masa en gramos de Mg que se necesita para liberar 1 átomogramo de hidrógeno; este valor se conoce como “equivalente gramo del Mg”.

7. BIBLIOGRAFIA  

 

https://www.ugr.es/~laboratoriodequimica/practicas_II/6_2_practica.htm https://www.fullquimica.com/2012/04/peso-equivalente. Guía de laboratorio de química....