Determinación de la estequiometría de una reacción química por análisis gravimétrico
URRIRAInforme2 de Septiembre de 2019
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Determinación de la estequiometría de una reacción química por análisis gravimétrico
Hellen Dayana Urrea Villada (1925127); David Esteban Zapata Palacios (1927943)
Departamento de Química, Universidad del Valle.
Resumen
El laboratorio 4, toma como objetivos el aprender a realizar el análisis gravimétrico y saber su utilidad práctica. Por lo cual, para determinar la estequiometria de una reacción, se experimenta con los reactivos Na2CO3 y BaCl2, en 5 tubos de ensayo con diferentes volúmenes de Na2CO3; con el fin de obtener un precipitado que se debía filtrar, secar, y pesar. Para luego, con los diferentes datos, se pueda hallar que en el tubo 3 empieza a ser constante la masa de BaCO3 que es el precipitado. Esto sucede porque en ese tubo (3) el Na2CO3 y el BaCl2 producen lo mismo: 0.296 g BaCO3. Y continúa ese valor porque el reactivo limite no puede producir más.
Palabras claves: Análisis gravimétrico, estequiometría, filtración, precipitado, reactivo límite, porcentaje de error
Datos y Cálculos
Tabla 1. Para preparar la solución.
Tubo No. | Volumen (ml) sln 0.5 M BaCl2 | Volumen (ml) sln0.5 M Na2CO3 |
1 | 3.0 | 1.0 |
2 | 3.0 | 2.0 |
3 | 3.0 | 3.0 |
4 | 3.0 | 4.0 |
5 | 3.0 | 5.0 |
Tabla 2. Masa precipitada de BaCO3.
Papel filtro No. | Masa papel filtro (g) | Masa papel filtro + precipitado (g) | Masa precipitado (g) |
1 | 0.74 | 0.83 | 0.09 |
2 | 0.75 | 0.95 | 0.20 |
3 | 0.75 | 0.97 | 0.22 |
4 | 0.76 | 1.04 | 0.28 |
5 | 0.74 | 1.05 | 0.31 |
Fórmula 1. Determinación de gramos de BaCl2 por ml de solución.
[pic 1]
[pic 2]
Fórmula 2. Determinación de gramos de Na2CO3 por ml de solución.
[pic 3]
[pic 4]
[pic 5]
[pic 6]
[pic 7]
[pic 8]
Fórmula 3. Cantidad de precipitado (BaCO3) con respecto a BaCl2.
[pic 9]
[pic 10]
Fórmula 4. Cantidad de precipitado (BaCO3) con respecto a Na2CO3.
[pic 11]
[pic 12]
[pic 13]
[pic 14]
[pic 15]
[pic 16]
[pic 17]
Grafica 1. Masa BaCO3 VS Volumen Na2CO3
Fórmula 5. Para hallar porcentaje de error relativo.[pic 18]
Tabla 3. Porcentaje de error.
Tubo No. | %error |
1 | 8.8% |
2 | 1.5% |
3 | 2.6% |
4 | 29.1% |
5 | 37.1% |
Fórmula 6. Para calcular el número de moles de BaCl2. Y Na2CO3.[pic 19]
Tabla 4. Moles de BaCl2 y Na2CO3
Tubo No. | Moles BaCl2 | Moles Na2CO3 |
1 | 1.5 x10-3 | 5 x10-4 |
2 | 1.5 x10-3 | 1 x10-3 |
3 | 1.5 x10-3 | 1.5 x10-3 |
4 | 1.5 x10-3 | 2 x10-3 |
5 | 1.5 x10-3 | 2.5 x10-3 |
Resultados y discusión
Principalmente, en este laboratorio era fundamental rotular todos los instrumentos que tendrían contacto con las soluciones (Ver Anexos, figura 1), por ejemplo, la caja Petri junto con el papel filtro debían entrar al horno, donde estaban los experimentos de otros equipos de trabajo y no queríamos que se generaran confusiones. Además, como eran diferentes precipitados, tanto el papel filtro como los tubos de ensayo debían identificarse.
Antes de empezar, se debe doblar correctamente el filtro; en este caso, se hace como la muestra Anexos, figura 2, porque lo que se quiere filtrar está a temperatura ambiente; si estuviera caliente, se debería doblar como lo indica la guía.
Antes de pasar las soluciones a los tubos, se debe tener preparado el papel filtro humedeciéndolo (Ver Anexos, figura 3) para que se adhiera al embudo y no queden espacios por donde pueda pasar el precipitado, también, para que le dé más pureza y mayor rapidez de filtración.
Luego, con ayuda de la pipeta graduada se pasan los volúmenes correspondientes de cada solución (ver tabla 1) a cada tubo de ensayo. Se hace esta pipeta ya que para realizar soluciones se necesita demasiada exactitud y precisión; además, la concentración tiene mucho que ver con el precipitado que dé al final.
Al unir las soluciones, se puede ver cómo inmediatamente se crea el precipitado BaCO3 (Ver Anexos, figura 4). El Carbonato de Bario, es una sal inorgánica que se puede conseguir en el mercado como un polvo blanco, es altamente insoluble ya que es muy estable en su red cristalina y el agua no es capaz de romper estos enlaces. Este precipitado debe pasarse lo más rápido posible al filtro para que quede menor cantidad de precipitado en el tubo de ensayo. Ya que, aunque se pueda hacer un lavado, como es solido y gelatinoso, puede resultar difícil retirar algún trozo de la pared del tubo; y si se pierde parte del precipitado, se obtendrá un porcentaje de error muy grande.
Ahora, gracias a la investigación pudimos darnos cuenta de un error que tuvimos al pasar el precipitado al filtro, ya que el proceso se realizó rápidamente y sin medidas preventivas como no llenar más de las tres cuartas partes del papel filtro. Porque los precipitados tienen la propiedad de expandirse sobre superficies húmedas, a lo que se le llama trepar.
Otro error, fue el descuido. Pues se perdieron algunas gotas de las soluciones y no se devolvió la parte líquida que debe quedar en el vaso. Se debe hacer por si lograron pasar algunas partículas del precipitado. Y así se hubiera podido disminuir el porcentaje de error (ver tabla 3).
Cuando ya se tiene el papel filtro seco con el precipitado (Ver Anexos, figura 5), se debe volver a pesar para completar la tabla 2.
Con ayuda de los datos y algunas fórmulas se busca hacer una gráfica de valores teóricos comparándola con los valores experimentales (ver gráfica 1). Para la gráfica de valores teóricos primero se requiere saber los gramos de cada compuesto (ver fórmulas 1 y 2), que se hace con ayuda de la fórmula 6 y el factor unitario. Con la masa obtenida, se puede calcular la cantidad de BaCO3 (S) que produce (ver fórmulas 3 y 4) y de ahí sacar el reactivo limite, que en el tubo 1 y 2 es Na2CO3, ya que está en menor cantidad. En el tubo 3 observamos que no hay reactivo limite ya que las dos soluciones producen lo mismo de BaCO3 (S) y por esa razón, se puede ver que a partir del tubo 3 la gráfica teórica es constante, ya que el reactivo limite llega hasta ese punto y no puede producir más precipitado.
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