Lab 2 Estequiometría reactivo limitante 6 septiembre

Química General e Inorgánica
Ingeniería Ambiental
ESTEQUIOMETRÍA – REACTIVO LIMITANTE
Obtención de Carbonato de Calcio
Introducción teórica:
La estequiometría es una herramienta indispensable en química, su palabra deriva del griego
stoicheion (“elemento”) y metron (“medida”). Las reacciones químicas se representan por medio de
las ecuaciones químicas cuyas formulas químicas que están a la izquierda de la flecha son las
sustancias de partida o reactivos, y las formulas químicas que se encuentran a la derecha son las
sustancias que se producen en la reacción o productos.
2H2 + O2 →
2 H2O
Los números antepuestos a las fórmulas químicas son los coeficientes estequiométricos (el número
uno normalmente no se escribe). Los coeficientes son los que permiten que en la ecuación química
haya un números iguales de cada uno de los elemento a cada lado de la flecha; cuando se satisface
esa condición, se dice que la ecuación está balanceada. La ley de la conservación de la materia es
una de las leyes fundamentales del cambio químico.
Cuando un químico efectúa una reacción, los reactivos comúnmente no están presentes en las
cantidades estequiométricas exactas, esto es, en las proporciones indicadas en la ecuación
balanceada. El reactivo que se consume primero en la reacción se llama reactivo limitante, dado que
la máxima cantidad de producto formado depende de la cantidad de este reactivo que se encuentra
presente originalmente. Cuando se acaba este reactivo, no se puede formar más producto. Los otros
reactivos, presentes en cantidades mayores que aquellas requeridas para reaccionar con la cantidad
de reactivo limitante presente, se llaman reactivos excedentes o en exceso.
El rendimiento teórico de una reacción es la cantidad de producto que se predice mediante la
ecuación balanceada cuando ha reaccionado todo el reactivo limitante y es el rendimiento máximo
que se puede obtener. En la práctica la cantidad de producto que se obtiene, llamado rendimiento
real, es siempre inferior al rendimiento teórico.
Los químicos usan a menudo el término rendimiento porcentual, el cual describe la proporción del
rendimiento real con respecto al rendimiento teórico.
100% rendimiento porcentual = (rendimiento real / rendimiento teórico) * 100%
Objetivos:
- Aplicar los conocimientos básicos de estequiometría: reactivo limitante, eficiencia de una
reacción, pureza de reactivos y pureza de productos.
- Llevar a cabo la reacción para obtener carbonato de calcio a partir de carbonato de sodio y cloruro
de calcio di-hidratado.
- Obtener el porcentaje de rendimiento experimental en la obtención de carbonato de calcio.
Búsqueda de información:
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Ingeniería Ambiental
- Escriba la reacción química que se utiliza en la práctica para la obtención de carbonato de calcio y
su balance
- Consulte brevemente sobre compuestos insolubles en agua
- Explique brevemente cómo se calcula el rendimiento de una reacción y cómo se maneja la pureza
de los reactivos.
- Suponga que ha pesado 0,9438 g de Na2CO3 para llevar a cabo la reacción, ¿qué peso de
CaCl2.2H2O reaccionarán exactamente con esa cantidad? No olvide incluir el agua de hidratación en
el cálculo. ¿Qué peso de carbonato de calcio se obtendrá? Suponga que al realizar la reacción
anterior se obtiene un precipitado de carbonato de calcio que después de lavado y secado pesa
0,6379 g ¿Cuál es, en este caso, el porcentaje de rendimiento de la reacción?
Materiales y reactivos:
Material por grupo de laboratorio:
· 2 vasos de precipitados de 100mL
· 3 pipetas graduadas de 10mL
· 1 vidrio de reloj mediano
· 1 embudo de vidrio mediano
· 1 varillas de vidrio
· 1 aro metálico con nuez
· 1 erlenmeyer de 250mL
· 1 tubo de ensayo
· 1 hoja de papel de filtro mediano
· 1 soporte universal.
· 1 propipeta
Material de uso común a todos los grupos de laboratorio:
- Agua destilada
- Cloruro de calcio dihidratado sólido
- Carbonato de sodio anhidro sólido
- Solución de nitrato de plata al 2% (0,1N)
- Cuatro vasos de precipitados de 250ml
- Balanza analítica
- Estufa a 105°C.
- Cinta de enmascarar
Procedimiento:
Obtención del precipitado de carbonato de calcio:
PRECIPITACIÓN
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- Pese entre 1,0000 y 1,5000 g de carbonato de sodio (Na2CO3). Trasvase a un vaso de precipitados
de 100 mL limpio y seco, adicione aproximadamente 10 mL de agua destilada y con varilla de
vidrio mezcle hasta disolución completa.
- Calcule la cantidad de cloruro de calcio (CaCl2) necesaria para que reaccione completamente con
el carbonato de sodio que pesó anteriormente. Pese este reactivo en exceso. Coloque en un vaso de
precipitados de 100 mL y adicione aproximadamente 10 mL de agua destilada. Mezcle con varilla
de vidrio hasta dilución completa.
- Adicione la solución de cloruro de calcio a la solución de carbonato de sodio lentamente
utilizando una varilla de vidrio. Enjuague el vaso con aproximadamente 3,0 a 5,0 mL de agua
destilada y adiciónelos al vaso donde está la mezcla de reacción.
FILTRACIÓN:
- Pese una hoja de papel de filtro y dóblela cuidadosamente; colóquela en el embudo de vidrio
humedeciendo con agua destilada para que el papel se fije a las paredes. El embudo se coloca sobre
el aro metálico con nuez y su vástago se coloca hacia el interior de un erlenmeyer de 250mL.
- Trasvase cuidadosamente el sobrenadante del vaso de precipitados donde está la mezcla de
reacción y finalmente el precipitado formado. Lave el sólido que queda retenido en el papel de filtro
con abundante agua destilada hasta fin de cloruros. Si algo del precipitado pasa el papel de filtro,
volver a filtrar cuidadosamente.
- La determinación de cloruros se realiza tomando en un tubo de ensayo algunas gotas de las aguas
de lavado que han pasado por el filtro y se recogen al final del vástago del embudo. Se le adicionan
dos gotas de la solución de nitrato de plata (AgNO3). Si en la solución hay iones cloruros se
produce un precipitado blanco de cloruro de plata (AgCl).
SECADO:
Una vez terminado el lavado transfiera el papel filtro cuidadosamente al vidrio de reloj previamente
pesado y colóquelo en la estufa a 105ºC hasta que esté completamente seco. Retirar el vidrio de
reloj, dejar enfriar en un desecador y pesar. Repetir el procedimiento (Colocar nuevamente en la
estufa, dejar enfriar y volver a pesar) hasta obtener un peso constante. (Tener cuidado en la
manipulación del papel de filtro, ya que el sólido obtenido es muy liviano).
Tablas de datos: Diseñe la tabla de datos.
Para el análisis de la práctica:
- Exprese claramente como determinó el peso de cloruro de calcio que utilizó en la reacción y
cuanto carbonato de calcio debía obtener teóricamente.
- Realice el cálculo correspondiente para saber cuánto carbonato de calcio obtuvo
experimentalmente y determine el porcentaje de rendimiento de la reacción.
- Analice las observaciones y resultados obtenidos.
- Revise de nuevo los objetivos de la práctica, evalúe si se cumplieron total o parcialmente y redacte
unas conclusiones en donde exprese en forma explícita lo aprendido en esta práctica