Formula Emprica 2

UNIVERSIDAD INTERAMERICANA DE PUERTO RICO

RECINTO DE BAYAMÓN

CIENCIAS NATURALES Y MATEMATICAS

FORMULA EMPIRICA

Experimento No. 4 QUIM 1111

1. Objetivos

En este experimento usted llevará a cabo una reacción de un metal con oxígeno. Conociendo la masa original del metal y la del compuesto al final de la reacción, usted podrá determinar la masa de oxígeno que se añadió al metal durante la reacción. Con esas masas, usted calculará el porciento de composición de los elementos del compuesto que se formó y su fórmula empírica.

2. Introducción

Una fórmula es una pequeña lista de los elementos que forman una sustancia, con alguna indicación del número de moles que dicho elemento está presente y, a veces, la relación que tiene con otros elementos de la misma sustancia. Así, la fórmula del agua es H2O (los subíndices 1 se omiten, quedan sobreentendidos) y la del benceno es C6H6. La fórmula empírica es la fórmula más simple para un compuesto. Comúnmente, las fórmulas empíricas son determinadas a partir de datos experimentales, de ahí su nombre fórmula empírica. Por ejemplo, si observamos que dos moles de hidrógeno reaccionan completamente con un mol de oxígeno para formar un mol de agua sin generar otro producto, diríamos que la fórmula molecular del agua es H2O. Del mismo modo, si observamos que al quemar benceno, siempre obtenemos números iguales de moles de CO2 y H2O podemos decir que parte de la fórmula empírica del benceno es CH. Midiendo cuidadosamente el oxígeno consumido, veríamos que todo el oxígeno del CO2 y del H2O proviene del aire por lo que la fórmula empírica del benceno es CH.

La fórmula molecular es la fórmula que expresa las proporciones correctas y el número correcto de átomos que forman una molécula de una sustancia dada. La fórmula empírica no necesariamente coincide con la fórmula molecular. Si no coinciden, la fórmula molecular es un múltiplo de la fórmula empírica. Así, en el caso del benceno, la fórmula molecular es igual a la fórmula empírica multiplicada por seis. Para determinar la fórmula molecular hay que tener la fórmula empírica y el peso molecular.

En este experimento se determinará la fórmula empírica de un óxido de magnesio. El mismo consistirá en calentar una tira de magnesio, Mg, en un crisol con un mechero. Durante el calentamiento, el Mg reacciona con el oxígeno de del aire para formar un óxido de acuerdo con la reacción:

xMg + zO2 MgxOy

Por medio de pesadas antes y después del calentamiento, usted determinará las masas de cada elemento de la muestra en el crisol. Con estas masas, calculará el porciento de composición del óxido que se formó y determinará la fórmula empírica. La fórmula empírica la obtiene buscando la proporción mínima en que se mezclan los elementos del compuesto. Esto significa encontrar los valores enteros más pequeños de x y y en la reacción anterior.

El Mg no sólo reacciona con el oxígeno del aire sino también reacciona con el nitrógeno. Esta reacción produce Mg3N2. Este compuesto afectará la masa de su muestra dentro del crisol. Por lo tanto, el Mg en Mg2N3 debe convertirse al óxido de Mg. Esto se hará añadiendo unas gotas de agua a la muestra en el crisol. Al hacer esto, el nitrógeno reacciona con el hidrógeno del agua para forma amoniaco, NH3. Este compuesto tiene un olor característico el cual percibirá al añadir el agua.

Antes de introducir la tira de Mg en el crisol, éste se lavará con un ácido concentrado (conc.). El lavado se hace para eliminar residuos de metales de calentamientos anteriores. Los lavados con el ácido los enjuagues con agua los verterá en un vaso de precipitado. De ahí los pasará al recipiente de desperdicios. El oxido de Mg lo descartará en la basura.

En su informe, entre todo lo demás que debe incluir, debe hablar de la fórmula empírica y como se diferencia de la fórmula molecular. Incluya además las ecuaciones balanceadas de la formación del óxido de del amoniaco.

3. Equipo (Sólo tienen que dibujar el crisol con tapa)

Soporte con anillo

Crisol con tapa

Pinzas

Mechero

Triángulo refractorio

Balanza

Botella de lavado

Desecador

4. Materiales (Para buscar en el MSDS)

Magnesio

5. Procedimiento

1. Limpiar un crisol con su tapa y secarlos calentándolos con el mechero por cinco minutos.

2. Enfriar el crisol en un desecador y determinar su masa con la tapa.

3. Pesar aproximadamente 0.5 gramos de una cinta de Mg pulida en un papel de cera.

4. Enrollar la cinta de Mg y deposítela en el crisol.

5. Pesar el crisol con tapa y la cinta de Mg.

6. Calentar el crisol con la muestra utilizando un mechero. Calentar por 6 minutos a fuego lento y después por 6 minutos a fuego rápido. Levante la tapa del crisol de vez en cuando para permitir la entrada de aire.

7. Dejar enfriar el crisol en un desecador.

8. Pesar el crisol con su contenido.

9. Calentar nuevamente el crisol a fuego rápido por aproximadamente 5 minutos.

10. Dejar enfriar en un desecador.

11. Pesar nuevamente el crisol y comparar con el dato anterior (paso #8). Si la diferencia en peso es menor de 2% continúe con el paso siguiente.

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