Informe Relacion de Masa

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RELACIONES DE MASA EN LOS PROCESOS QUIMICOS

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Nombres E-mail Ruiz Jacome Juan Camilo [email protected] Valencia García Daniela Alejandra [email protected] 2Laboratorio de química general, Biología, Facultad de Educación, Universidad del Cauca 3Grupo

No:

2

4Fecha

de realización de la práctica:

08/04/2016 – 15/04/2016

5Fecha

de entrega de informe:

29/04/2016

6 71.

RESUMEN: En química, la estequiometria es el cálculo de las relaciones cuantitativas entre

8reactivos

y productos en el transcurso de una reacción química, este es uno de los pilares que

9constituye 10creado 11esta

un serie de leyes cuantitativas que fueron sentando bases en la química moderna, entre

tenemos una que es muy importante para la realización de procesos químicos en una reacción

12como 13cual

a la química moderna, como una ciencia exacta. A partir de la estequiometria se han

lo es la ley de la conservación de la materia que enuncia que “En un sistema cerrado, en el

se producen reacciones químicas, la materia no se crea ni se destruye, sólo se transforma; es

14decir,

la masa de los reactantes es igual a la masa de los productos”(1). Mediante esta práctica se

15comprobara

y se tratara de comprender que la ley de la conservación de la masa la cual es

16supremamente 17rendimientos 18de

importante ya que por medio de ella se pueden establecer análisis cuantitativos y

de los procesos. Realizado todo el procedimiento se determinó que el rendimiento

la reacción (II) es de 114%, y el peso del Cu recuperado es de 0.0900 g, resultando un

19rendimiento

de 88.7%.

20 212. RESULTADOS 22 23Tabla 1. Reacción cobre + 24

Reactivos

ácido nítrico

Ecuación química

2Relaciones de masa en los procesos químicos

imagen

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0.1014 g Cu + 0.5 3Cu + 8HNO3→ 3Cu(NO3)2 mL HNO3

+ 4H2O +2NO

1 2Tabla

2. Producto obtenido después de pasar por una plancha.

Reactivos

Ecuación química

Cu(NO3)2 + calor

Cu(NO3)2 + 2 H2O + 2 NO2 Δ

Imagen

Cu(NO3)2 (s)

3 4Tabla

3. Reacción nitrato de cobre + bicarbonato de sodio + agua

Reactivos

Ecuación química

0.342 g Cu(NO3)2 + Cu(NO3)2 0.4 g NaHCO3

→CuCO3

+ +

Imagen

NaHCO3 NaNO3

+

HNO3

5 6 7Tabla

4. Reacción carbonato de cobre + ácido sulfúrico 97.5%

2Relaciones de masa en los procesos químicos

Pagina 3

1

Reactivos

Ecuación química

imagen

CuCO3 + H2SO4 →CuSO4 + H2CO3

1 2Tabla

5. Reacción sulfato de cobre + zinc

Reactivos

Ecuación química

imagen

CuSO4 + Zn → Cu + ZnSO4

3 4Reacción

1: 3Cu + 8HNO3 → 3Cu (NO3)2 + 2NO + 4H2O

5 6

 Cu

N O 3 ¿2 ¿ N O 3 ¿2 7 3 mol Cu¿ 1mol Cu 0.1014 g Cu x x¿ 63.5 g Cu 8

 HNO

N O3 ¿2 ¿ N O3 ¿2 9 3 mol Cu ¿ 1mol de HN O3 0.4 g HN O3 x x¿ 63 g HN O3

2Relaciones de masa en los procesos químicos

Pagina 4

1 1El

reactivo limitante es el cobre (Cu)

2 3Reacción

2: Cu(NO3)2 + 2NaHCO3 → CuCO3 + CO2 + 2NaNO3 + H2O

4

 Cu(NO3)2

5

N O3 ¿2 ¿ N O3 ¿2 ¿ N O3 ¿2 ¿ 6 1 mol Cu ¿ 187.54 g Cu¿ 1 mol Cu ¿ N O3 ¿2 x ¿ 0.342 g Cu ¿ 7

 NaHCO3

8

0. 4 g NaHC O 3 x

9El

1 mol NaHC O3 1 mol CuC O3 x =1.47 x 10−3 mol CuC O3 135.54 g NaHC O3 2mol NaHC O3

reactivo limitante es el NaHCO3

10 11Reacción

3: CuCO3 + H2SO4 → CuSO4 + CO2 + H2O

12 13

 CuCO3

14

0.29 g CuC O3 x  H2SO4

15 16

1 mol CuC O 3 1 mol CuS O 4 x =2.35 x 10−3 mol CuS O4 123 g CuC O 3 1 mol CuC O 3

2.24 g H 2 S O4 x

17El

1 mol H 2 S O4 1 mol CuS O4 x =2.52 x 10−2 mol CuS O4 89 g H 2 S O4 1 mol H 2 S O4

reactivo limitante es el carbonato de cobre (CuCO3)

18 19Reacción

4:

20CuSO4 + Zn 21

→ ZnSO4 + Cu

 CuSO4

2Relaciones de masa en los procesos químicos

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1

0.342 g CuS O4 x  Zn

2 3

1 mol CuS O4 1 mol Cu x =2.15 x 10−3 mol Cu 159 g CuS O4 1mol CuS O4

0.1075 g Zn x

4El

1mol Zn 1 mol Cu −3 x =1.65 x 10 mol Cu 65 g Zn 1mol Zn

reactivo limitante es el Zinc (Zn)

5 6Rendimiento 7

de reacción (II):

3 Cu+ 8 HN O 3 → 3 Cu( N O 3 )2+ 4 H 2 O+2 NO

8Al ser

el Cu el reactivo limite, la reacción se limita a los 0.1014 g de Cu.

N O3 ¿ 2 ¿ N O3 ¿ 2 ¿ N O3 ¿ 2 ¿ 9 1 mol Cu¿ 187.5 g Cu ¿ 3 mol Cu¿ Cu∗1mol Cu 0.1014 g ∗¿ 63.5 g N O3 ¿2 ¿ N O3 ¿2 ¿ 0.299 g Cu ¿ 0.342 g Cu ¿ valor real %Rendimiento= ∗100 → ¿ valor teorico

10

11 12Rendimiento 13

de recuperación de Cu:

%Recuperacion=

valor final 0.1014 g Cu ∗100 → ∗100=88.7 valor inicial 0.0900 gCu

14 15 163. ANALISIS 17En

DE RESULTADOS

todas las reacciones llevadas a cabo, se puede notar la presencia siempre de un reactivo límite,

18que

es aquel reactivo que en una reacción química se consume en primera medida, y que

2Relaciones de masa en los procesos químicos

Pagina 6

1 1determina 2reactivo

la cantidad de producto o de productos obtenidos (2), y a consecuencia de ello un

en exceso. Esto se debe a que generalmente en el laboratorio es poco común tomar las

3cantidades

precisas de cada uno de los reactivos que participan en una reacción, para que estos

4reaccionen

por completo. Es decir, experimentalmente es inviable medir la cantidad exacta de un

5reactivo

para que reaccione completamente con otra cantidad exacta del otro reactivo que hace

6parte de la

reacción, debido en su mayoría a que son grandes cantidades de reactivos.

7Además

de lo anterior, el rendimiento de la reacción está dado por la producción real, que es la

8obtenida

experimentalmente y la producción teórica, que supone una pureza del 100% de los

9reactivos.

Por tal motivo, el rendimiento de las reacciones obtenidas en el laboratorio será mayor

10mientras

la pureza de los reactivos aumente y por el contrario será menor a medida que

11disminuya

la pureza de los mismos. Tomando en cuenta este principio, sabiendo que los reactivos

12empleados

en la práctica no eran 100% puros y según los cálculos estequiométricos realizados,

13decimos

que el bajo rendimiento de la reacción que así lo obtuvo se debe a la baja pureza de los

14reactivos

que participaron en ella.

15Finalmente, 16diferencia 17depende

existente entre el reactivo límite y el reactivo en exceso sea mínima, esto a su vez

de la pureza de los mismos, pues a mayor pureza de un reactivo, mayor será su

18capacidad 19manera,

podemos afirmar que el rendimiento de una reacción será mayor en cuanto la

para reaccionar completamente con otro reactivo que sea igualmente puro. De esta

no habrá necesidad de aumentar o disminuir en cantidad cierta sustancia para cumplir la

20proporción

estequiometria.

21 22En

cuanto a la ley de la conservación de la materia, según los resultados obtenidos, no se cumple

23en

este caso, pues en todas las reacciones la cantidad de materia que inició no fue igual a la

24cantidad

que se obtuvo como producto. Esto es debido a la naturaleza gaseosa de ciertos

25productos 264.

y al error experimental e instrumental.

CONCLUSIONES

27•La

ley de la conservación de la materia nos indica que: “la cantidad de materia que inicia una

28reacción

debe ser igual a la cantidad que se obtiene como producto”.

29 30•

Reactivo límite es la sustancia que durante una reacción se gasta o consume en forma total antes

31de

que el reactivo que a consecuencia de ello se encuentra en exceso, se consuma.

2Relaciones de masa en los procesos químicos

Pagina 7

1 1 2•

El rendimiento permite establecer la efectividad de la reacción efectuada, la cual a su vez está

3dada

por la pureza de los reactivos que participan en la reacción e indica además la diferencia

4existente

entre el reactivo límite y el reactivo en exceso.

5 6•

El margen de error debe ser tenido en cuenta como un elemento fundamental para la variación

7en

los resultados.

8 9•

El rendimiento en una reacción es menor cuando alguno de los reactivos no alcanza a reaccionar

10completamente, 11diferentes

la cantidad de calor es insuficiente, cuando hay reacciones laterales con

productos o algunos de los productos reaccionan para formar nuevamente los reactivos.

12 135.

PREGUNTAS COMPLEMENTARIAS

141.

Explicar cuáles fueron las causas y fuentes de error en el cumplimiento de la ley de la

15conservación 16La

masa de un sistema crece porque recibe aportes externos de materia, y cuando decrece es

17porque

pierde partes de su materia, que en su mayoría son debido a malas prácticas dentro del

18laboratorio,

no es porque se destruyen. Así pues, la masa de un sistema cerrado, que no pueda

19intercambiar 20El

de la masa.

nada con su ambiente, no puede aumentar o disminuir.

rendimiento de una reacción depende de muchos factores, entre ellos, una buena toma de

21medidas,

la pureza de los reactivos, es importante incluir factores como el error instrumental y

22experimental. 23 242.

Cuál es el punto de fusión, ebullición y densidad aparente del cobre en láminas.

25Punto

de fusión: 1.083 °C

26Punto

de ebullición: 2567°C

27Densidad:

8.9g/mL

28 293.

Cuál es la densidad, pH y solubilidad en agua del bicarbonato de sodio.

30Densidad: 31pH

2.2x103 Kg /m3

en disolución saturada de NaHCO3 → 8.4

2Relaciones de masa en los procesos químicos

(3)

Pagina 8

1 1Solubilidad

en agua: 10.3g / 100g de H2O

2 34.

Cuál es el límite de explosión y punto de inflamación del etanol ?

4

Límites de explosividad, % en volumen en el aire: 3.3 -19

5

Punto de inflamación: 13°C (c.c.)

6 76.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

8(1)

http://www.profesorenlinea.cl/fisica/Materia1.htm (29/04/2016)

9(2)

Quimica 10ma edición raymond chang, pg 103

10(3)

Quimica 10ma edición raymond chang, pg 131

11 12

2Relaciones de masa en los procesos químicos