Trabajo Práctico de Laboratorio Nº 3

Ingeniería Electrónica
“Química”
Informe
Trabajo Práctico de Laboratorio Nº 3
Alumno:………………………………………………………
REG/DNI:………………........................
Fecha:…………………………….
Practica N°3
Estequimetría
1
Objetivos:
En el transcurso de esta práctica el alumno deberá:
a. Verificar la ley de conservación de la materia de Lavoiser
b. Calcular la cantidad de H2 producido en la reacción de Zn con el HCl haciendo uso de la
ecuación de cambio de estado y la ecuación de estado o ecuación general de los gases.
c. Aplicar las correcciones para la presión del gas cuando éste es obtenido por
desplazamiento de agua y la corrección por el cambio de líquido manométrico mediante el uso de
constantes y cálculos simples.
d. Interpretar una reacción química, y sus aspectos cualitativos y cuantitativos.
Introducción:
Un concepto útil introducido en el cálculo estequiométrico es la masa molar, pues facilita en
muchos casos la determinación de las cantidades de sustancias que intervienen en una reacción
química. El concepto de peso molecular gramo (o masa molar) es "el peso de un mol de unidades
elementales, ya sea átomos, moléculas o iones, expresado en gramos".
Si la sustancia es gaseosa, un mol de moléculas ocupa 22,4 l en condiciones normales de
presión y temperatura (CNPT), es decir 1 atm (760 mm Hg) de presión y 273 K (0ºC) de temperatura;
independientemente de la naturaleza del gas.
En la práctica se medirá el volumen de H2 desprendido a partir de una masa conocida de Zn
que reacciona en presencia de un exceso de HCl acuoso según la siguiente reacción:
Reacción molecular:
Zn (s) + 2 HCl (ac)
ZnCl2 (ac) + H2 (g)
Reacción iónica:
2 H+(ac) + Zn (s)
Zn2+(ac) + H2 (g)
Mediante una reacción de óxidoreducción, el Zn cambia su número de oxidación de 0 a (+2)
reduciendo el ión H3O+ a H2. El número de moles de átomos de Zn, por cada dos moles de moléculas
de H3O+ es uno. Se requieren 2 moles de electrones para la conversión del H 3O+. El Zn es oxidado a
(+2) por los iones hidronio.
Trabajo Experimental:
Reactivos
-Ácido clorhídrico 10M.
-Granallas de Zn pesadas con exactitud.
Materiales
-Matraz kitasato
-Probeta 500 ml
- Ampolla de decantación
- Cristalizador
-Tapón
-Termómetro
-Balanza analítica
Procedimiento
1.- Pese con exactitud las granallas de Zn.
2.- Coloque agua corriente en el cristalizador hasta el 70-80% de su capacidad.
3.- Llene con agua corriente la probeta hasta el borde. Inviértala, usando la palma de la mano como
tapón, dentro del vaso con agua cuidando de que no se introduzca aire dentro de la probeta.
4.- Coloque el tubo de goma, que se encuentra adosado al kitasato, dentro de la probeta para permitir
la recolección del gas.
5.- Coloque con pipeta 50 ml aproximadamente de la solución de HCl en el interior de la ampolla de
decantación.
6.- Introduzca la granalla de Zn dentro del kitasato y coloque el tapón inmediatamente adosado a la
ampolla de decantación.
7.- Espere mientras la reacción se produce completamente, en los últimos minutos puede ayudarse
agitando el kitasato.
8.- Compruebe que la reacción ha finalizado.
9.- Tome la probeta y llévela hacia arriba de modo de igualar el nivel del agua dentro y fuera de ella.
(si el nivel dentro se encuentra por sobre el de afuera, agregue más agua corriente al vaso de
precipitado).
Practica N°3
Estequimetría
2
10.- Lea el volumen de gas obtenido ayudándose con la graduación de la probeta.
11.- Determine la temperatura del agua con un termómetro.
13.- Pida al personal docente el dato de presión atmosférica y de presión de vapor que corresponde a
la temperatura leída.
12.- Anote todas sus mediciones.
Informe de la práctica
1. Realice un esquema del dispositivo usado durante el desarrollo de la práctica donde figure todos
los materiales y drogas usadas.
2. Informe los datos obtenidos:
Variable
Volumen de Hidrógeno leído en la probeta
Presión atmosférica
Temperatura ambiente
Presión parcial de vapor de agua a la
temperatura ambiente
Masa de Zn
Valor
VH2 =
Patm =
t=
ml
mmHg
°C T =
K
Pv agua =
mmHg
m=
g
3. Calcule
la
presión parcial de
hidrógeno: Como el
hidrógeno
está
húmedo y se forma
en presencia de
agua:
a. Patm = PH2 +
Pv agua + Pcolumna de agua
b. La presión de la columna de agua es cero si se ha conseguido igualar los niveles de agua
dentro y fuera de la probeta.
c. Si esto no se ha conseguido, debe medirse la diferencia de alturas de agua o de niveles (h H2O)
y se realizan los siguientes cálculos:
Pcolumna de agua = H2O. g. hH2O
Donde:
 H2O = densidad del agua (1g/cm 3)
g = aceleración de gravedad (9,8 cm/s2)
hH2O = altura de la columna de agua en cm
Pero las presiones no se expresan normalmente en centímetros de agua sino en milímetros de
mercurio y en atmósferas, por lo que hay que hacer la transformación de unidades:
 H2O . g . hH2O = Hg . g . hHg
hHg =  H2O.hH2O / Hg
Pcolumna de agua = hHg
Donde:
Hg= densidad del mercurio (13,6 g/cm 3)
hHg = altura de la columna de mercurio.
d. Calcule el volumen de hidrógeno gaseoso en CNPT (V0)
PH2 * V
T
4.
-
P0 * V0
T0
Donde los subíndices (0) indican CNPT
Calcular mediante cálculos estequiométricos la masa molar del zinc.
5. Teniendo en cuenta el valor tabulado en las tablas periódicas, informe el error absoluto, relativo y
porcentual.
6.
Responda a las siguientes cuestiones:
a. ¿Cómo comprueba que la reacción se ha producido completamente?
b. Explique porqué no incide en el resultado de la experiencia el volumen de aire contenido en el
kitasato.
c. ¿Por qué el volumen de solución de HCl no es medido con exactitud ni es considerado en los
cálculos?
d. ¿Por qué se debe tener precaución en no dejar burbujas de aire dentro de la probeta
invertida?
e. ¿Qué sucedería si el ensayista se demora en colocar el tapón del matraz kitasato?
Practica N°3
f.
Estequimetría
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De acuerdo a lo desarrollado, el volumen de agua desplazado en la probeta, ¿contiene sólo
hidrógeno gaseoso? Sino es así, ¿qué más?
g. Explique si el error obtenido al calcular la masa molar del Zn resultaría por defecto o por
exceso en cada una de las siguientes situaciones:
1. Se verifica una fuga de gas por el tapón o por la manguera del dispositivo.
2. Se coloca más cantidad de ácido en el matraz.
3. La balanza comete un error por exceso en la pesada.
4. La temperatura leída no es correcta, el termómetro informa temperaturas más altas.