DETERMINACIÓN EXPERIMENTAL DEL PESO MOLECULAR DEL CARBONATO DE CALCIO

DETERMINACIÓN EXPERIMENTAL  DEL PESO MOLECULAR DEL CARBONATO DE CALCIO

EXPERIMENTAL DETERMINATION OF CALCIO CARBONATE MOLECULAR WEIGHT

ACOSTA, J.S.¹, SANCHEZ, L.A¹, PACHECO, A.N.¹ 

1. Estudiante de Biología, Universidad del Tolima 

Programa de Biología, Universidad del Tolima, Química Fundamental, Grupo 2 

Email: johan080814@gmail.com 

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Resumen

Se empleó la reacción química del carbonato de calcio y el ácido clorhídrico con el fin de identificar de manera experimental el peso molecular del CaCO3 (carbonato de calcio). Se debe tener en cuenta el balanceo de la respectiva ecuación para ajustar el número de moles de reactivos y productos; basándonos en ello podemos relacionarlo con la masa en gramos obtenida de manera práctica gracias a la reacción con el ácido clorhídrico. No solo es necesario asegurarse que la ecuación se encuentre balanceada; sino que también la cantidad de solución  que se agrega a la reacción sea la indicada; puesto que si no se hace de la forma correcta, podrían generar problemas, desde arruinar el experimento; hasta causar algún accidente. Para esto se determinó que las cantidades necesarias serian 2 gramos de CaCO3 y 50 ml de HCl con una concentración 1.0 M; para que den como producto H2O (l)+CO2 (g) + CaCl2 (ac); que es finalmente el resultado de la reacción.

Observando detalladamente los datos de la reacción, se haya una perdida en el peso de 0,9278g lo que corresponde a la masa del CO2 (g). En este orden de ideas podemos calcular de manera estequiometrica la masa molecular del CaCO3. Con este proceso se pudo identificar que la masa molecular del carbonato de calcio es de 97.78g/mol, por consiguiente el error fue de un 2.39%.  

Palabras clave: Estequiometria, Masa molecular, Reactivos, Balanceo, Producto.

Abstract

The chemical reaction of calcium carbonate and hydrochloric acid was used in order to experimentally identify the molecular weight of CaCO3 (calcium carbonate). The balance of the respective equation must be taken into account to adjust the number of moles of reagents and products; based on this we can relate it to the mass in grams obtained in a practical way thanks to the reaction with the hydrochloric acid. It is not only necessary to make sure that the equation is balanced; but also the quantity of solution that is added to the reaction is indicated; since if it is not done in the right way, they could generate problems, from ruining the experiment; until causing an accident. For this it was determined that the necessary quantities would be 2 grams of CaCO3 and 50 ml of HCl with a concentration of 1.0 M; to give as product H2O (l) + CO2 (g) + CaCl2 (ac); which is ultimately the result of the reaction.

Looking closely at the reaction data, there is a loss in weight of 0.9278g corresponding to the mass of CO2 (g). In this order of ideas we can calculate stoichiometry the molecular mass of CaCO3. By doing this process it was possible to identify that the molecular mass of the calcium carbonate is 97.78g / mol, consequently the error was of 2.39%.

Key words: Stoichiometry, Molecular mass, Reagents, Balancing, Product.

Introducción

La materia puede sufrir alteraciones mediante diversos procesos. Todos esos cambios se pueden agrupar en dos tipos: cambios físicos y cambios químicos. En los cambios físicos no se producen modificaciones en la naturaleza de las sustancias o sustancias que intervienen en el proceso. Mientras que en los cambios químicos, si se  alteran la naturaleza de las sustancias: desaparecen unas y aparecen otras con propiedades muy distintas. No es posible volver atrás por un procedimiento físico (como calentamiento o enfriamiento, filtrado, evaporación, entre otras).  Una reacción química es un proceso por el cual una o más sustancias, llamadas reactivos, se transforman en otra u otras sustancias con propiedades diferentes, llamadas productos (Fernandez, (S.F))

En una reacción química, los enlaces que existen entre los átomos de los elementos o mejor conocidos como “Reactivos”; se rompen, ocasionando que estos se reorganicen de otra forma, creando enlaces nuevos, y por consiguiente; se da lugar a productos con propiedades y estructuras diferentes a las de los reactivos.

Una ecuación química es el planteamiento grafico de una reacción química que se puede llevar a cabo. Allí se plantean en primera instancia las sustancias a reaccionar (Reactivos) y las sustancias que se originarán a partir de estos (Productos). Las ecuaciones químicas ayudan a ver de una manera más sencilla y clara como se lleva a cabo, de forma simbólica, una reacción química (Hewitt & Suchocki, Shemical Reactions, 2007, pág. 13). Las ecuaciones químicas son claves a la hora de llevar procesos experimentales en un laboratorio, en cuanto a las proporciones que se deben aplicar entre reactivos; ya que estas nos permiten determinar de forma exacta; cual es la cantidad de sustancia que debe interactuar. Todo esto, debido a que existen sustancias que son muy peligrosas en contacto con otras; pudiendo ocasionar accidentes.

Para poder representar lo que ocurre en una reacción química mediante una ecuación, ésta debe cumplir con la Ley de la conservación de la materia y con la Ley de conservación de la energía. Es decir, la ecuación debe indicar que el número de átomos de los reactivos y productos es igual en ambos lados de la flecha y que las cargas también lo son. Dicho en otras palabras, se debe contar con una ecuación balanceada. en una ecuación química, es obligatorio escribir correctamente las fórmulas y símbolos de las sustancias participantes, así como las cantidades de sus moléculas, con el fin de poder representar de manera fiel lo que ocurre durante la reacción química y al mismo tiempo constatar que todas las ecuaciones químicas se ajustan a lo que establece la Ley de conservación de la materia: la suma de las masas de los reactivos es igual a la suma de la masa de los productos, es decir, “La materia no se crea ni se destruye, solo se transforma”. Para balancear una ecuación se deben buscar los coeficientes adecuados para las fórmulas químicas en la ecuación original. En una ecuación química, el coeficiente es el número escrito previo al reactivo o producto. Los coeficientes son generalmente números enteros y no se escriben si el valor es 1 (Universidad Nacional Autonoma, 2015).

Si hablamos de ecuaciones químicas tenemos que abordar el tema de la estequiometria. La Estequiometria es la parte de la química que se encarga del cálculo de las masas que reaccionan y de la relación de las mismas con los productos teniendo como base la ley de la conservación de la materia” (Andoni , 1994, pág. 291) Se dice que una ecuación química se encuentra ajustada, equilibrada o balanceada cuando respeta la ley de conservación de la materia, según la cual la cantidad de átomos de cada elemento debe ser igual del lado de los reactivos  y en lado de los productos de la reacción. Si se requiere balancear una ecuación química; se deben ajustar los coeficientes y no los subíndices que acompañan a los elementos. Esto se debe a que las moléculas siempre poseerán la misma composición; por lo cual si se modifica, se estaría hablando de otro elemento; muy probablemente uno que no exista. El método más común para balancear una ecuación es el tanteo, en el cual simplemente se modifican los coeficientes de uno y otro lado de la ecuación; hasta el punto de que ambos lados cumplan con el balance de masa.

Masa molecular

“La masa molecular de un compuesto es la suma de las masas atómicas de todos los átomos presentes en una molécula del compuesto” (Smith, 2005, pág. 234). “La masa molecular se calcula sumando las masas atómicas relativas de todos los átomos que forman dicha molécula. Se mide en unidades de masa atómica, representadas como u, también llamadas unidades Dalton, representada como Da. Esta última unidad es la indicada en el Sistema Internacional de Magnitudes” (Gonzalez, 2010).

Carbonato de calcio

El carbonato cálcico o carbonato de calcio es el producto obtenido por molienda fina o micronización de calizas extremadamente puras, por lo general con más del 98.5% de contenido en CaCO3 (Quiminet, 2006).

Ácido Clorhídrico

El ácido clorhídrico, también conocido como ácido muriático, espíritu de sal, ácido marino, ácido de sal, agua fuerte o salfumán (en España) es la solución acuosa de cloruro de hidrógeno su fórmula es HCl (Lifeder, 2016).[pic 1][pic 2][pic 3]

Objetivos

Objetivo General

• El objetivo de este laboratorio es relacionar algunas de las propiedades de la estequiometria con los principios de nomenclatura, reconocer y aplicar los principales Métodos para formar compuestos químicos y basándonos en la reacción química del carbonato de calcio con ácido clorhídrico determinar el peso molecular del CaCO3.  

Objetivos Específicos

• Aplicar procesos estequiométricos para llevar a cabo una reacción con carbonato de calcio y ácido clorhídrico para saber de manera cuantitativa lo ocurrido en el proceso.
• Comprender y aplicar las leyes de la estequiometria.
• Reconocer formulas y reacciones químicas.
• Cuantificar el error de la masa molecular relacionando su peso experimental y teórico

Materiales

• 1 Balanza
• 2 Vasos de precipitado de (Beakers) 100 ml
• 1 Matraz aforado de 100 ml
• 1 Varilla de vidrio para agitar
• 1 Probeta de Vidrio de 250 ml
• 1 Probeta de 25 ml
• 1 Frasco lavador
• 1 Vidrio de reloj

Reactivos

• CaCO3
• Ácido clorhídrico
• Agua destilada

Metodología

Datos y resultados

Concentración y volumen del ácido clorhídrico:

HCl  →   50 ml   1.0 M

HCl  →   1L = 1.19 kg

37% P/P

• Cálculo del volumen en litros de  la disolución de HCl para reaccionar con 2 g de CaCO3:

50 ml HCL    X    1 mol HCL     X    36,5 g HCL    X    100 g Sol HCL    X    1 ml Sol HCL     

                             1000 ml HCL        1 mol HCL                37 g HCL            1,19 g Sol HCL

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