Estequiometría de una reacción y fórmulas empíricas

Universidad San Francisco de Quito

Nombres: Jacoba Ubidia, William Liuba, Jossua Orellana Guevara

Códigos: 00205189, 00205066, 00205203.

Fecha: Martes, 20 de Febrero de 2018

Informe 3: Estequiometría de una reacción y fórmulas empíricas

1. Datos

1.         Tabla #1. Muestra los datos obtenidos a partir de la práctica. Las cifras significativas usadas reflejan la precisión de la balanza electrónica (0.0g).
2. Resultados

1. Estequiometría de la reacción

1. El magnesio reacciona con aire, que contiene nitrógeno y oxígeno al calentarlo en el crisol. Las siguientes reacciones ocurren:

2Mg+O2→2MgO                                        (1)

3Mg+N2→Mg3N2                                        (2)

1. De acuerdo a la práctica, se añaden quince gotas de agua destilada. Esto libera el nitrógeno, que reacciona con parte del magnesio (2), como amoniaco.

MgO+H2O→Mg(OH)2                                        (3)

Mg3N2+3H2O→2NH3+3MgO                                (4)

1. Como lo que buscamos es óxido de magnesio, entonces se calentó el crisol otra vez para liberar la hidratación del óxido de magnesio (3) y el amoniaco como gases, para así, en teoría, solo quedarnos con MgO en el crisol.

Mg(OH)2→MgO+H2O(g)                                (5)

Mg3N2+4H2O→3MgO+2NH3(g)+H2O(g)                        (6)

1. Se refiere a la fórmula (1) como la síntesis de este proceso ya que indica cómo obtener óxido de magnesio cuando magnesio y oxígeno reaccionan.

1. Fórmula Empírica

1. Se calcula la fórmula empírica a partir de la masa inicial del magnesio usado (0.2g) y la masa del oxígeno (masa de MgO-masa inicial del magnesio) y la masa atómica de los compuestos y elementos.

        Masa(g)/Masa atómica(g*mol^-1)= número de moles         (7)

Número de moles de Magnesio:  0.2g Mg/24.305mol*g^-1≈ 8.2x10^-3 moles de Mg.

Número de moles de Oxígeno: 0.2g O2/(16mol*g^-1)≈1.3x10^-2 moles de O.

Fórmula Empírica:

                Moles de Oxígeno en números enteros: 1.3x10^-2 moles de O/8.2x10^-3 moles de Mg                         =1.5

                1.5*2=3 moles de Oxígeno

                Moles de Mg en números enteros: 8.2x10^-3 moles de Mg/8.2x10^-3 moles de Mg                         =1

                1*2=2 moles de Magnesio

1. A continuación, la tabla #2 muestra un resumen de los cálculos realizados en esta sección.

1. Tabla #2. Muestra los coeficientes de ambos, magnesio y oxígeno, en la fórmula empírica según los datos obtenidos en la práctica.

Por lo tanto,

4Mg+3O2→2Mg2O3                                                        (8)

1. Composición porcentual

1. La composición porcentual se calcula de acuerdo a la fórmula empírica obtenida en la tabla # 2, la masa atómica del magnesio y el oxígeno (24.305g*mol^-1; 16g*mol^-1)  y se usa la siguiente ecuación:

Porcentaje de X= [masa de X (g)/masa del compuesto (g)]*100        (9)

Porcentaje de Mg en Mg2O3 = [2*(24.305) (g*mol^-1)/(2*24.305+3*15.999) (g*mol^-1)]*100 =50.3%

Porcentaje de O en Mg2O3 = [3*(15.999) (g*mol^-1)/(2*24.305+3*15.999) (g*mol^-1)]*100 =49.7%

Tabla #3. Composición Porcentual de Mg y O en Mg2O3 

1. Porcentaje de error

El porcentaje de error se calcula usando el valor de MgO encontrado en la práctica (valor real) menos el valor teórico dividido para el valor teórico  de MgO que 0.2 gramos de Mg reaccionando con O2 en exceso. Se usará la fórmula empírica encontrada en tabla#2 de MgO, la fórmula química (8) y las s

1. iguiente ecuación.

ERROR % = [( valor real-valor teórico) / valor teórico ]* 100         (9)

                Valor Teórico:

4Mg+3O2→2Mg2O3                                                        (8)

                0.2 g Mg/24.305 g*mol^-1 Mg = 8.2x10^-3 moles de Mg

(8.2x10^-3 moles de Mg*2moles de Mg2O3)/4moles Mg = 4.1x10^-3 moles de Mg2O3

4.1x10^-3 mol de Mg2O3*[(2*20.305)+(3*16)]g*mol^-1 = 0.397 g Mg2O3≈  0.4 g Mg2O3 

                Valor Real:

                Calculado con los datos de la tabla # 1

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