PRÁCTICA DE LABORATORIO 4 OBTENCIÓN DE OXÍGENO A PARTIR DE KClO3

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UNIVERSIDAD CENTROAMEICANA

FACULTAD DE CIENCIA, TECNOLOGIA Y AMBIENTE

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BACICAS

COORDINACION DE CIENCIAS NATURALES

ASUGNATURA: QUIMICA PARA IRT  

PRÁCTICA DE LABORATORIO 4:[pic 2]

OBTENCIÓN DE OXÍGENO A PARTIR DE KClO3

INTRODUCCIÓN

El mejor y más rápido método para preparar oxígeno en el laboratorio es por descomposición térmica del clorato de potasio:

2KClO3 + calor → 2KCl + O2

Esta reacción puede ser catalizada por el dióxido de manganeso, óxido de hierro (III), la arena fina o el vidrio en polvo. Un catalizador tiene por función acelerar la reacción, pero al final no sufre ningún cambio. El clorato de potasio cede oxígeno cuando se le calienta en ausencia de un catalizador, pero lo hace más lentamente y a mayor temperatura que si lo hiciera en presencia del mismo.

El clorato de potasio es un ejemplo interesante de un compuesto que cede todo el oxígeno que posee. Un caso similar es el del HgO que cede todo el oxígeno al calentarlo a 350ºC:

2HgO + calor → 2Hg + O2[pic 3]

La doble flecha indica que el proceso es reversible tal y como lo probó Lavoisier hace 200 años. Modernamente se prefiere evitar experiencias de laboratorio que produzcan vapores de mercurio por el peligro que representa ese elemento para la salud de los estudiantes. El peróxido de Bario también se descompone por efecto del calor (700ºC):

2BaO2 + calor → 2 BaO + O2

OBJETIVOS

• Sintetizar experimentalmente  oxígeno a partir de varios compuestos químicos, usando la técnica de recolección del gas sobre agua.
• Predecir el rendimiento teórico de oxígeno a través de la descomposición térmica del clorato de potasio
• Evaluar el rendimiento porcentual de reacción en la obtención de oxígeno a partir del rendimiento teórico calculado   

MATERIALES                                        REACTIVOS

 3Erlenmeyer 15ml                                         BaO2

1 Tina neumática                                            H2O2  al 3%

2 Astillas de Madera                                           MnO2

1 Mechero                                                MgO

Espátula                                                    KClO3

4 Tubos de ensayo                                        CaO

1 Pinzas                                                                                      

1 Gradilla  

1 Vidrio reloj                        

Papel tornasol

Probeta 10 mL

Varillas huecas         

Metódica

Parte A

1. Coloque aproximadamente medio gramo de cada una de las siguientes sustancias en tubos de ensayo, limpios y secos; peróxido de bario y clorato de potasio. Caliente cada tubo y su contenido y compruebe si se desprende oxígeno introduciendo una astilla de madera en brasa y observando como aparece una llama cuando se desprende oxígeno.

1. Utilizando clorato de potasio proceda como en la parte A-1. Ahora mezcle alrededor de un gramo de clorato de potasio con medio gramo de dióxido de manganeso. Caliente la mezcla. (Note que el oxígeno es liberado a una temperatura inferior cuando el clorato se calienta mezclado con dióxido de manganeso, que cuando el clorato se calienta sólo.)

Nota: Deposite los residuos químicos en el recipiente que contiene metales pesados.

Parte B

1. Mezcle 1,80 g de clorato de potasio y 0,500 gramo de dióxido de manganeso, en un vidrio de reloj con la ayuda de una espátula.

1. Coloque la mezcla en un tubo de vidrio pyrex grande, provisto de tapón y un tubo de salida.

1. Conecte el otro extremo de la manguera a un tubo de vidrio doblado en ángulo de 45º.

1. Sujete con una pinza el tubo de pyrex que contiene la mezcla de manera que pueda calentarse.

1. Con una tina hidroneumática recolecte el gas bajo el agua y coloque un sostén especial para las botellas.(ver figura 1)

1. Llénela con agua hasta cubrir ese sostén. Llene con agua una probeta de 100 mL e inviértala tina hidroneumática. Si ha quedado una burbuja realice de nuevo la operación hasta eliminarla.

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Figura 1: Equipo de recolección de gas

1. Caliente ahora el tubo de pyrex que contiene la mezcla a fin de producir oxígeno. No recoja los primeros mililitros de gas que salen.

1. Llene ahora la probeta con oxígeno, que desplaza el agua de la probeta y mida el volumen desplazado.
2. Calcule el rendimiento experimental del oxígeno obtenido utilizando la ley de los gases ideales PV=nRT
3.  Calcule el rendimiento porcentual de oxígeno

Nota: Deposite los residuos químicos en el recipiente que contiene metales pesados.

CUESTIONARIO

1. ¿Cuál es el método más usado industrialmente para la producción del oxígeno?
2. ¿Cuál es la prueba para oxígeno en el laboratorio?
3. ¿Qué es un óxido, un peróxido; un óxido ácido; un óxido básico; un oxácido?
4. ¿Qué se entiende por temperatura de ignición?
5. Escriba las fórmulas y los nombres de cinco óxidos no metálicos y cinco óxidos metálicos
6. ¿Qué es un agente catalítico?
7. ¿Cuál es el anhidro de cada uno de los siguientes ácidos: H3PO4, H4P2O7; HPO3 y H3PO3?
8. ¿Cómo se calcula la cantidad de oxígeno en el experimento a través de la ecuación de los gases ideales?    

Referencias

• Departamento de Física y Química, IES “Rey Fernando VI”. Comprobarla ley de las proporciones definidas. Recuperado de http://chopo.pntic.mec.es/jmillan/laboratorio_1.pdf

• Vargas, J. y Muñoz, R.  (2011). Rendimiento de una reacción química. Recuperado  http://es.scribd.com/doc/57343184/Lab-Rendimiento-de-Una-Reaccion-Quimica.  

• Chaverri Benavides, Guillermo. (1983). Manual de laboratorio de química general. Segunda edición. San José Costa Rica: Editorial de la Universidad de Costa Rica.

• Departamento de química física y general. (1987). Guía de prácticas de laboratorio de química general. Cuba: Universidad Central de las Villas.

• Tapia, Donald y Vallejos, Carlos. (1998). Manual de prácticas de química general. Nicaragua: editorial UCA.

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