Reactivo limitante

Laboratorio de Química General II Viernes 28 de septiembre del 2012

Clave 1112 Grupo 6

Introducción Cuando se ha ajustado una ecuación, los coeficientes estequiometricos representan el número de átomos de cada elemento en los reactivos y en los productos. También representan el número de moléculas y de moles de reactivos y productos. Cuando una ecuación está ajustada, la estequiometria se emplea para saber las moles de un producto obtenidas a partir de un número conocido de moles de un reactivo. La relación de moles entre reactivo y producto se obtiene de la ecuación ajustada.  A veces se cree equivocadamente que en las reacciones se utilizan siempre las cantidades exactas de reactivos. Sin embargo, en las prácticas de laboratorio, lo normal suele ser que se use un exceso de uno o más reactivos, para conseguir que reaccione la mayor cantidad posible del reactivo menos abundante. Reactivo limitante

Cuando una reacción se detiene porque se acaba uno de los reactivos.  Aquel reactivo que se ha consumido por completo en una reacción química se le conoce con el nombre de reactivo limitante pues determina o limita la cantidad de producto formado. Reactivo limitante es aquel que se encuentra en defecto basado en la ecuación química ajustada.

Laboratorio de Química General II Viernes 28 de septiembre del 2012

Clave 1112 Grupo 6

Procedimiento 1. Etiquetar tubos de ensaye de igual igual tamaño con con números del 0 al 11 2. Agregar cuidadosamente a cada tubo los volúmenes del reactivo A indicados en la tabla 1, usando una pipeta graduada. 3. Agregar cuidadosamente a cada tubo los volúmenes de reactivo B, indicados en la tabla 1, usando usando una pipeta graduada 4. Agregar a cada tubo los volúmenes volúmenes de agua destilada indicados indicados en la tabla 1, y mezclar vigorosamente el contenido de cada tubo. Asegurarse de tapar los tubos para evitar perdidas de la disolución. 5. Dejar reposar durante un par de minutos los tubos y agregar dos gotas gotas de indicador universal. Anotar las observaciones en la tabla 1, de la altura del precipitado obtenido, el color de la disolución y el pH correspondiente. Tabla 1 Reactivo/Tubo #

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

 A (ml)

0.0

3.0

3.0

3.0

3.0

3.0

3.0

3.0

3.0

3.0

3.0

3.0

B (ml)

0.0

0.0

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

6.0

  (ml)

9.0

6.0

5.0

4.5

4.0

3.5

3.0

2.5

2.0

1.5

1.0

0.0

0

0

5

8

10

8

13

15

15

15

18

20

5

2

7

7

7

6-7

6-7

8

9

7

8

10

 Altura del precipitado (mm) Color de la disolución pH de la mezcla

6. Anotar las observaciones observaciones que indiquen indiquen si se lleva a cabo una una reacción En el tubo 0 y 1 no se observa ningún cambio, mientras que en l os tubos del 2 al 11 se puede observar la formación de un precipitado blanquecino que en el tubo 8 al 11 es casi igual 7. ¿en qué tubo de ensaye se observa observa un cambio cambio de color significativo significativo del indicador? En el tubo 2 se vuelve de color verde, mientras que en el tubo 11 se vuelve azul fuerte 8. ¿A partir de que tubo se observa la altura del precipitado obtenido constante?  A partir del tubo 6 9. ¿Coincide el cambio de de color con la altura del del precipitado obtenido? obtenido? No realmente

Laboratorio de Química General II Viernes 28 de septiembre del 2012

Clave 1112 Grupo 6

10. ¿Por qué después de ese tubo (cambio de color), el color y el pH de la disolución que se observa, se mantiene constante para mayores volúmenes de reactivo B agregado? Porque el nivel básico del precipitado es el mismo

Procedimiento para la filtración del solido obtenido 11. Numerar y pesar once piezas de papel filtro en la balanza analítica y registrar el peso de cada papel seco en la tabla 2. Adicionalmente, se puede registrar el peso sobre el papel con lápiz, pero no con pluma 12. Para la filtración a vacio se requiere un matraz Kitazato, un embudo Buchner, un empaque de hule en forma de dona y una manguera de látex gruesa. Es necesario emplear el papel filtro en forma de círculos, cuyo tamaño se ajuste exactamente al interior del embudo Buchner. 13. Filtrar el contenido de cada tubo de ensaye, a partir del tubo 1, sobre el papel filtro correspondiente= Evitar pérdidas del precipitado, recuperando el precipitado que se queda adherido al tubo para lo cual es necesario adicionar varias veces agua destilada y verter sobre el papel filtro 14. Recuperar con cuidado el papel con el sólido y secar en la estufa a 70° C durante 30 min. Evitar las pérdidas de solido. 15. Comprobar que los sólidos y el papel estén bien secos antes de pesar. Si ya están secos, pesar cada uno de los resultado en la tabla 2 16. Por diferencia calcular la mas de solido obtenido en cada tubo de ensaye y registrar la información obtenida en la tabla 2. Tabla 2 Tubo #

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Masa del papel

--

0.288

0.296

0.278 0.278

0.331

0.289

0.305 0.305

0.290

0.286

0.285

0.74

Masa papel + precipitado

-- 0.352 0.362 0.444 0.516 0.455 0.560 0.556 0.490 0.553 0.734

Masa del precipitado

-- 0.064 0.066 0.166 0.185 0.166 0.255 0.166 0.204 0.270 0.460

17. ¿Sucedió lo mismo con la masa del precipitado obtenido? ¿A partir de qué tubo la masa del precipitado se mantiene constante? Sí, hay un momento en que la masa va aproximadamente por los valores de 200 18. ¿Coincide con tus observaciones sobre el cambio de color?

Laboratorio de Química General II Viernes 28 de septiembre del 2012

Clave 1112 Grupo 6

No realmente

Cuestionario 19. Localizar en una grafica en papel milimétrico (abarcando toda la l a hoja), los datos de masa de precipitado obtenido en gramos (ordenadas, eje y) en función del volumen en mililitros, de reactivo B agregado (abscisas, eje x). Con base en las respuestas a las preguntas 7 y 18 dividir en dos los puntos obtenidos, empleando como punto de referencia el número de tubo en el que se observan los cambios significativos, identificar las dos rectas que describen la tendencia en cada caso y trazarlas sobre el papel. Se llamara línea 1 al segmento que describe el comportamiento de la gráfica en los primeros valores de volumen de reactivo B agregado y línea 2 a los restantes. Tomando en cuenta esta consideración, responder las siguientes preguntas. 20. ¿Qué relación se observa entre el volumen de reactivo B agregado y la masa de precipitado (sólido) obtenida en la línea 1? Describir en qué forma varia Varia ascendiendo lentamente, parece que entre más volumen de reactivo hay, mayor es la masa del precipitado 21. ¿Qué valor de masa de d e sólido se obtiene para la ordenada al origen (volumen cero de reactivo B agregado)? Cero 22. ¿Se justificaría que este valor sea diferente de cero? Explicar por qué No, porque al no haber combinación entre los dos reactivos, no puede haber un producto químico. 23. ¿En qué valor de volumen de reactivo B agregado se observa un cambio de pendiente? Localizar el punto de intersección de la línea 1 con la línea 2 y dar sus coordenadas En el volumen del tubo 7 (4 ml) y estaría en 5.5, 0.325 24. ¿Qué relación hay entre el punto de intersección encontrado en la grafica y el cambio de color del indicador? El color que toma el último tubo de ensayo es azul y coincide con las coordenadas de la grafica 25. ¿Qué relación se observa entre el volumen de reactivo B agregado y la masa de precipitado obtenida en la línea 2? Describir de qué forma varia El crecimiento obtenido en nuestra grafica es lineal con una pendiente positiva más elevada que la anterior. 26. ¿Qué valor de masa de solido (precipitado) ( precipitado) se obtiene en promedio para este segmento de la grafica? 0.271 27. ¿Por qué los cambios en la masa en la línea 2 no son tan significativos que los observados en la línea 1?

Laboratorio de Química General II Viernes 28 de septiembre del 2012

Clave 1112 Grupo 6

Por que debería de ser el punto del reactivo limitante 28. ¿Cuál de los dos reactivos (A o B) es el que impide que se forme mas solido en los tubos que comprenden la línea 2? El reactivo A 29. ¿Por qué? Porque a pesar de que agregamos mas reactivo B, el resultado en los últimos tubos era similar  30. Con los datos experimentales de más de solido obtenido, calcular el número de mol de los reactivos empleados en cada tubo y el numero de mol de solido obtenido en cada caso. Colocar los valores en la tabla t abla 3 Tabla 3       Solido obtenido,    100.08 100.08⁄ Reactivo A, Reactivo B, Cantidad (mol) Masa (g) de   Tubo # de solido (cantidad en (cantidad en solido obtenido obtenido mol) mol) 1 0.003 0 0.00 0 2 0.003 0.001 0.064  3 0.003 0.0015 0.066  4 0.003 0.002 0.166  5 0.003 0.0025 0.185  6 0.003 0.003 0.166  7 0.003 0.0035 0.255  8 0.003 0.004 0.166  9 0.003 0.0045 0.204  10 0.003 0.005 0.270  11 0.003 0.006 0.460  31. Trazar la grafica: mol de precipitado obtenido (ordenadas, eje y) en función de la cantidad en mol de reactivo B agregado (abscisas, eje x). Recordar que el volumen de reactivo A se mantuvo constante en los tubos del 1 al 11. Utilizar la misma escala en ambos ejes y abarcar toda la hoja de papel milimétrico 32. ¿Cómo se explica que esta grafica conserve la misma forma que la anterior? Por la cantidad de mol de relación entre reactivo B y masa de precipitado 33. Estimar el valor de la pendiente en los puntos que comprenden el equivalente a la línea 1 de la grafica anterior (los puntos iniciales) ¿Qué valor se obtiene? Se obtiene un valor de pendiente positiva 