Informe 6

UNIVERSIDAD CENTROAMERICANA FACULTAD DE CIENCIA, TECNOLOGÍA y AMBIENTE DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS COORDINACIÓN DE CIENCIAS NATURALES

Química General Laboratorio No.: 6 Tema: COMPROBACIÓN DE LA LEY DE LAS PROPIEDADES DEFINIDAS

Nombre del profesor: Ing. Víctor Valle Grupo de trabajo: 0236 (0555) Educando: Dóniel Boanerges Herrera Rayo Carrera: Ingeniería Industrial

Managua, 24 de Abril de 2009

I. Resumen Durante la práctica se combino NaOH (hidróxido de Sodio) y HCL (ácido clorhídrico), se utilizo dos capsulas de porcelana cada una con sus respectivas medidas, una contenía 10ml de NaOH y 10ml de HCL, y la otra 10ml de NaOH y 20ml de HCL, se pusieron a calentar, para optimizar tiempo se alternaban, mientras la otra se enfriaba para su próxima calentada. Una vez que ya formaba la sal, se dejaba enfriar para luego pesar para asegurar que el residuo estuviera seco, se calentó 4 veces para obtener un peso constante entre la capsula de porcelana vacía y la capsula de porcelana con la sal (residuo seco), el peso de la capsula A pesaba 71.1g y la capsula B, 43.7g, ambas vacías. Durante el proceso en la 4 pesada se llego a obtener 71.5g en la capsula mas sal A, y 34.4g en la capsula mas sal B. Cabe mencionar que se comprobó con éxito la ley de las propiedades definidas.

II.Introducción La importancia de las Proporciones Definidas en la formación de compuestos químicos es interesante, para ello la Ley de las Propiedades Definidas (propuesta inicialmente por  Joseph Proust en 1799) establece que un compuesto puro consiste siempre de los mismos elementos combinados en la misma proporción por peso, y por consiguiente se comprobará usando dos elementos que son: hidróxido de Sodio NaOH y ácido clorhídrico HCL, estos se combinaran y se pondrán a temperatura. En esta práctica comprobaremos que esta ley se cumple, identificaremos, además cuales son los reactivos limitantes y los reactivos en exceso, sabiendo que   en una reacción química, el reactivo limitante no necesariamente es el que se encuentra en menor cantidad estequiometria, es aquel que se encuentra en una proporción inferior respecto a los demás reactivos. El reactivo limitante se consume primero y limita la formación de más productos. Los reactivos que participan en una reacción y que no son limitantes se llaman reactivos en exceso o RNL, porque al consumirse completamente el reactivo limitante, sobra una cantidad (un exceso) de aquéllos.

III. Objetivos 

General: ‫د‬

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Reconocer el cumplimiento de la Ley de las Proporciones Definidas.

Específico: ‫د‬ ‫د‬

Experimentar el cumplimiento de la ley de las Proporciones Definidas. Combinar NaOH hidróxido de sodio y HCL ácido clorhídrico para la obtención de sal.

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Demostrar el peso constante que existente del producto de la reacción a usar.

IV. Marco Teórico Una de las observaciones fundamentales de la química moderna hecha por  Joseph Proust, la ley de las proporciones constantes, dice: "Cuando se combinan dos o más elementos para dar un determinado compuesto, siempre lo hacen en una relación de masas constantes".Eso significa que siempre va a ser igual el porcentaje de cada uno de los elementos no importando si solo se combinan 10 g o 1000 g; esta ley se utiliza cuando hay un reactivo ilimitado en la naturaleza. Esta ley es otro de los argumentos que utilizó Dalton para suponer que la materia está constituida por átomos, y que estos se unen entre sí en una proporción sencilla 1:1,1:2,1:3, etc., para formar compuestos. También se conoce como la ley de las proporciones definidas. Ésta se considera una ley química fundamental. Por ejemplo, el agua es un compuesto puro, conformado por átomos de hidrógeno y oxígeno. En cualquier muestra de agua pura, siempre habrá dos átomos de hidrógeno por  cada átomo de oxígeno, y la proporción de masa entre ambos elementos siempre será 88,81% de oxígeno y 11,20% de hidrógeno. Esto no quiere decir que todos los compuestos de hidrógeno y oxígeno se combinan en esta proporción. El peróxido de hidrógeno, por ejemplo, es un compuesto que presenta dos átomos de hidrógeno por cada dos átomos de oxígeno, lo cual se desarrolla en la ley de las proporciones múltiples. Existe una clase de sustancias, denominados compuestos no estequiométricos (también llamados berthóllidos), que no siguen esta ley. Para estos compuestos, la razón entre los elementos puede variar continuamente entre ciertos límites. Un ejemplo de berthóllido es el óxidos de hierro. La labor de Lavoisier proporcionó una sólida base teórica para el análisis cuantitativo y pronto surgieron los estudios que condujeron a lo que posteriormente se denominó Ley de las  Proporciones  Definidas, que a finales  del siglo XVIII, dio origen a una gran controversia entre Berthollet y Proust, que duró casi ocho años. Joseph Louis Proust (1754-1826) sostenía que la composición porcentual de un compuesto químico era siempre la misma, independientemente de su origen, por el contrario Claude Louis Berthollet (1748-1822) afirmaba que los elementos, dentro de ciertos límites, podían unirse en todas las proporciones. Con el tiempo, se impuso el criterio de Proust apoyado en un experimento realizado en 1799, demostrando que la composición del carbonato cúprico era siempre la misma,

cualquiera que fuese su método de obtención en la naturaleza o en el laboratorio: 5 partes de cobre, 4 de oxígeno y 1 de carbono. Por tanto: los elementos se

combinan para formar compuestos, y siempre lo hacen en

proporciones fijas y definidas.

Consecuencia de la ley de las proporciones definidas La constitución, por ejemplo, del cloruro sódico indica que para formar 5 g de cloruro sódico, se necesitan 3 g de cloro y 2 g de sodio, por lo que la proporción entre las masas de ambos elementos es: 3 g de Cl / 2g de Na = 1,5 Sin embargo, si hacemos reaccionar ahora 10 g de cloro con otros 10 g de sodio, no obtendremos 20 g de cloruro sódico, sino una cantidad menor, debido a que la relación de combinación entre ambas masas siempre es 1,5 por lo que: 3 g de Cl / 10 g de Cl = 2 g de Na / x g de Na =>  x = 6,6 g de Na que reaccionan Si ahora quisiéramos hallar la proporción entre los átomos que se combinan de cloro y sodio para formar cloruro sódico, deberíamos dividir la cantidad de cada elemento entre su masa atómica, de forma que si reaccionan 6 g de Cl con 4 g de Na, como 35,5 g/mol y 23 g/mol son las masas atómicas del cloro y sodio, respectivamente, entonces: 6 g / 35,5 g/mol = 0,17 moles de Cl    ;     4 g / 23 g/mol = 0,17 moles de Na Lo que indica que por cada  0,17 moles de cloro reaccionan otros 0,17 moles de sodio para formar el cloruro sódico, o cualquier múltiplo o submúltiplo de esa reacción. Por tanto, 1 átomo de cloro también se combina con 1 átomo de sodio para formar cloruro sódico, luego la fórmula de éste compuesto es NaCl y la proporción entre sus átomos es 1:1. ç

V.Metodología Para la comprobación de la ley de las proporciones definidas, en la práctica de laboratorio se usa: Materiales

 

Reactivos:

Pipetas de 10 y 20ml                                 N Cápsula para la evaporación                          HCL (6ml) Espátula Mechero

Rejilla Soporte, trípode, triángulos Aro metálico Una vez teniendo los materiales a usar se hace 2 procedimientos, primero se hace la limpieza de los materiales de laboratorio, se ajusta el anillo y rejilla en el soporte universal, para que esté a la altura del  mechero, se lava  bien la cápsula de evaporación,  se seca y se le da unas pasaditas por la llama del mechero para quitarle toda la humedad, luego se deja enfriar y se va a pesar y se anota el peso,  para el manejo de la cápsula, se proporciona una hoja de papel toalla, para con esto manipularla, luego se procede a medir los respectivos reactivos que son 10ml de NaOH y HCL (procedimiento A) y verterlos en la cápsula de porcelana 1, y 10ml de NaOH con 20ml de HCL (procedimiento B) para la capsula de porcelana 2. Listos, se coloca la cápsula de evaporación sobre el anillo y la rejilla, se enciende el mechero para la temperatura, se calienta con moderación hasta obtener un residuo sólido blanco, teniendo precaución con las salpicaduras que produce, una vez ya obtenido se baja y se deja enfriar, cabe mencionar que son cuatro veces que se pondrá a calentar la cápsula de evaporación, y como son dos cápsulas de evaporación, se alternan para optimizar el tiempo, una vez ya fría se procede a pesar y se anota, y así se hace las cuatro veces hasta obtener un peso constante o parecido con ambas cápsulas de porcelana. Procedimiento A

 

Procedimiento B

NaOH +HCL                        NaCl +H 2O 10ml de NaOH y HCL       Cápsula 1

10ml NaOH y 20ml HCL Cápsula 2

VI. Resultados y Discusiones Durante el proceso de laboratorio, se logra demostrar el cumplimiento de la ley de proporciones definidas. Al combinar NaOH +HCL     NaCl + Hsal binaria más 2O, una agua, aunque dependiendo siempre del proceso de secado de la sal. Si al exponerlo al calor, este salpicaba mucho, se perdía parte de la sal, por lo que se bebía tener mucho cuidado y exponerlo al fuego, por periodos cortos de tiempo. Si se contamina la cápsula, el peso obtenido será otro,  y por tanto no se cumplirá la ley. El experimento se realizó correctamente, pues los resultados fueron los esperados.

VII. Conclusiones Se concluye que: •

VIII.

Se  logró  comprobar  exitosamente  la  ley  de  las  proporciones  definidas, observando el proceso por el cual el compuesto se hizo sal, y por ende el peso de sal es proporcional.

Bibliografía

Hill. Primera edición en Español. 1972. PECSOK & SHIELDS. Modern Methods of Chemical analysis. John Wiley & Sons. USA. 1970.

IX. Anexos CUESTIONARIO

1. Compare el peso del NaCl obtenido en la parte A, con el peso obtenido en la parte B. Explique si su resultado prueba que se cumple la ley de las proporciones definidas. Peso cápsula A                                    42.8                                        Peso de la cápsula + Sal Cápsula A Cápsula B ra ra 1 pesada     45.8 pesada 1   72.4 da da 2 pesada     45.8 pesada 2   72.4 ra ra 3 pesada     4  5.8 pesada 3    72.4 El resultado que se obtuvo, cumple con la ley de las proporciones definidas. 2. ¿Qué sucedió con el exceso de HCl? ¿Cómo se dio cuenta? Se fue evaporando, y uno sabe por el olor que desprende, además de que el residuo empezó a secarse dejando solo la sal. 3. ¿Cuál es el reactivo limitante de la reacción? NaCl. 4. ¿Cuál es el rendimiento porcentual de NaCl? Cápsula A                Cápsula B 33.3%                       33.3%