Relaciones de masa en los procesos químicos

RELACIONES DE MASA EN LOS PROCESOS QUMICOS

Laboratorio de Química General, Biología, Facultad de Ciencia Naturales, Exactas y de Educación, Universidad del Cauca.

Grupo No:   01        

Fecha de realización de la práctica:         25/09/2015

Fecha de entrega de informe:                 13/10/2015

1. RESUMEN

La estequiometria se utiliza para tratar las relaciones cuantitativas en una reacción utilizando ecuaciones químicas que contienen información acerca de las cantidades de reactivos y productos que participan en el proceso. Así se puede comprobar la ley de la conservación de la materia, ya que esta ley nos sirve de herramienta para determinar el rendimiento de un proceso químico. Esta práctica consiste en observar las reacciones que tiene el cobre con diferentes compuestos. El compuesto que reacciono con 0.1223g de cobre fue el ácido nítrico donde se observó una disolución completa del cobre y cambiando de color marrón a un azul cielo, desprendiendo óxido nítrico; luego se secó este producto, obteniendo 0.2817g de nitrato de cobre. Luego se disolvió con agua y reaccionó con bicarbonato de sodio dando como precipitado carbonato de cobre, después se adicionó ácido sulfúrico obteniendo sulfato de cobre, dióxido de carbono y agua; calentando y llevando a la  nevera para cristalización del producto. A estos cristales se les adicionó etanol y se disolvieron en agua, se aciduló con H2SO4, seguidamente se adicionó Zinc,  produciendo sulfato de zinc y cobre metálico. El cobre obtenido es  el mismo cobre que se utilizó al inicio de la práctica pero con un peso de 0.0743g.

2. RESULTADOS

Tabla 1. Peso, rendimiento, porcentaje de error del CuSO4 y Cu.

Rendimiento del Cu (NO3)2:

Rendimiento Real:                           0.2817 g de Cobre

Rendimiento teórico:                       Sabiendo que el cobre es el reactivo límite.

3Cu(s) + 8HNO3 (ac) → 3Cu (NO3)2(ac) + 4H2O (l) + 2NO2 (g)

Cu:                         =   0.1223g

HNO3:                   =   0.5g

0.1223g Cu *  *  *  = 0.35g Cu (NO3)2 [pic 5][pic 2][pic 3][pic 4]

0.5g HNO3 *  *  *  = 4.46g Cu (NO3)2[pic 9][pic 6][pic 7][pic 8]

0.123g Cu *  = 0.36g Cu (NO3)2  [pic 11][pic 10]

% Rendimiento del Cu (NO3)2 =  * 100% = 78%                 →     Ec. 1[pic 12]

% Error =  * 100% = 22%               →      Ec. 2[pic 13]

Rendimiento del cobre:  

Rendimiento real:                           0.0743g Cu

Rendimiento teórico:                     Sabiendo que el Zinc es el reactivo límite

Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu

0.1084g Zn *  *  *  = 0.10[pic 17][pic 14][pic 15][pic 16]

0.27g CuSO4 *  *  *  = 0.11g Cu[pic 21][pic 18][pic 19][pic 20]

0.1084g Zn *  = 0.10g Cu[pic 23][pic 22]

% Rendimiento del Cu =  * 100% = 70%        →                           Ec. 3[pic 24]

% Error =  * 100 % = 60%     →                           Ec. 4[pic 25]

Tabla 2. Ecuaciones químicas de los reactivos y productos resultantes en la práctica.

Tabla 3. Reactivo límite y reactivo en exceso de cada reacción.

1.)                                    Cu + 4HNO3 → Cu (NO3)2 + 2H2O + 2NO2

Cu:                     0.1223g

4HNO3:              0.5g

0.1223g Cu *  *  = 0.0019 mol Cu (NO3)2[pic 26][pic 27]

0.5g HNO3 *  *  = 0.0238 mol Cu (NO3)2[pic 28][pic 29]

0.0019 mol Cu (NO3)2 *  = 0.35 g Cu (NO3)2[pic 31][pic 30]

0.0238 mol Cu (NO3)2 *  = 4.46g Cu (NO3)2[pic 33][pic 32]

0.1223g Cu *  = 0.36g Cu (NO3)2[pic 34]

% Rendimiento =  * 100% = 78 %  [pic 35]

2.)             2Cu (NO3)2 + 4NaHCO3 + 3H2O → 2CuCO3 + 4NaOH + 2CO2 + 4HNO3 + H2O

2Cu (NO3)2:           0.2817g

4NaHCO3:             0.4090g

0.28g Cu (NO3)2 *  *  = 0.0015 mol CuCO3[pic 36][pic 37]

0.0015 mol CuCO3 *  = 0.18g CuCO3[pic 39][pic 38]

0.4g NaHCO3 *  *  = 0.0023 mol CuCO3[pic 40][pic 41]

0.0023 mol CuCO3 *  = 0.19g CuCO3[pic 43][pic 42]

0.28g Cu (NO3)2 *  = 0.21g CuCO3[pic 44]

3.)                                  CuCO3 + H2SO4 → CO2 (g) + H2O + CuSO4

CuCO3:                           0.21g

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