Taller estequeometria

1. OBJETIVOS.

• Estudiar cualitativamente el fenómeno de precipitación.
• Determinar experimentalmente el reactante límite y el punto  estequiométrico de  una    

      reacción de precipitación.

• Llevar a cabo la producción de hidrógeno por reacción de magnesio con ácido

      sulfúrico.

• Determinar la concentración de una muestra de ácido sulfúrico mediante la reacción

      con magnesio.

• Hallar el porcentaje de pureza  del magnesio empleado en la reacción H2SO4 –    

      magnesio.

1. CONCEPTOS PREVIOS.

La estequiometria  es el estudio de las relaciones de mol, masa, energía  y volumen en las reacciones químicas; en otras palabras es la medición de las cantidades relativas de los reactantes y productos en una reacción química.

Una reacción química completa y balanceada proporciona más información que el simple señalamiento de cuáles sustancias son reactivos y cuáles productos. Las reacciones químicas se representan mediante ecuaciones químicas. Por ejemplo el hidrógeno gas (H2) puede reaccionar con oxígeno gas (O2)  para dar agua (H20). La ecuación química para esta reacción se escribe: 

[pic 2]

El '+' se lee como “reacciona con” y la flecha significa “produce”. Las fórmulas químicas a la izquierda de la flecha representan las sustancias de partida denominadas reactivos. A la derecha de la flecha están las formulas químicas de las sustancias producidas denominadas productos de la reacción. Los números al lado de las formulas son los coeficientes (el coeficiente 1 se omite).

REACTIVO LÍMITE

Al reactivo que se ha consumido en su totalidad en una reacción química se le denomina reactivo límite, ya que limita la cantidad de producto formado.

Por ejemplo, para la reacción anterior, si queremos obtener agua a partir de 10 moles de hidrógeno  y 7 moles de oxígeno, cómo la estequiometria de la reacción es 2 moles de hidrógeno reaccionan con 1 mol de oxígeno para dar dos moles de agua, una vez haya reaccionado todo el hidrógeno nos quedarán dos moles de O2 y se habrán obtenido 10 moles de agua.

Así en el ejemplo anterior el hidrógeno era el reactivo limitante, ya que con los 7 moles de oxígeno podríamos haber obtenido 14 moles de agua.

¿Cómo operar para conocer cuál es el reactivo limitante de una reacción? Calculando los moles de producto que se obtienen con cada reactivo, suponiendo que el resto de reactivos están en cantidad suficiente. Aquel reactivo que nos dé el menor número potencial de moles de producto es el reactivo limitante. Al resto de reactivos, presentes en mayor cantidad que la necesaria para reaccionar con la cantidad del reactivo limitante, se les denomina reactivos en exceso.

Reacción de precipitación:

Una reacción de precipitación es aquella reacción donde uno o más reactivos al combinarse genera un producto que es insoluble, denominado precipitado.  En química se llama precipitado a una sustancia sólida que se forma en el interior de una disolución.

En la mayoría de los casos, el precipitado (el sólido formado) cae al fondo de la disolución, aunque esto depende de la densidad del precipitado: si el precipitado es más denso que el resto de la disolución, cae. Si es menos denso, flota, y si tiene una densidad similar, se queda en suspensión.

El efecto de la precipitación es muy útil en muchas aplicaciones, tanto industriales como científicas, en las que una reacción química produce sólidos que después puedan ser recogidos por diversos métodos, como la filtración, la decantación o por un proceso de centrifugado.

En síntesis, la precipitación es la sustancia solida visible que se forma al combinar varias sustancias.

1. PROCEDIMIENTO.

1. Estequiometría en una reacción de precipitación  del carbonato de Plomo.

Na2C03        +        Pb(NO3)2                                        Pb C03        + 2 Na NO3        [pic 3]

Colocar  en cuatro  tubos de ensayos pequeños las cantidades de reactivo que se le indicarán antes de comenzar la práctica.

Tabla N°1.

Agitar suavemente. Dejar que decante la solución por un tiempo no menor de 15 minutos. Observar y comparar  el resultado  obtenido en la serie de tubos.

1. Estequiometría de gases en una reacción  Mg- H2SO4

Mg        +        H2SO4                                        MgSO4        +        H2[pic 4]

Realizar el montaje de la figura # 1. Llenar  la cubeta  y la probeta  con agua  . Invertir la probeta  y colocarla dentro de la cubeta, evitando la entrada de aire a la misma. Agregar al erlenmeyer el volumen de ácido sulfúrico suministrado de concentración desconocida, de acuerdo  con las indicaciones dadas por el profesor. Colocar el papel que contiene el Magnesio en el cuello del erlenmeyer y taparlo,  dejar caer el papel sobre el ácido  agitando cuidadosamente, evitando  que el sistema  se abra.

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