PROPORCIONES MÚLTIPLES Y DEFINIDAS

PROPORCIONES MÚLTIPLES Y DEFINIDAS

Daniela Leonor Bustamante Centeno

Ledys Marina Hincapié Ospino

UNIVERSIDAD DEL ATLÁNTICO

FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE INGENIERÍA QUÍMICA

SEMESTRE I

martes, 21 de septiembre de 2021

PROPORCIONES MÚLTIPLES Y DEFINIDAS

1. Objetivos.

• Comprobar en forma experimental los enunciados de la Ley de las Proporciones Múltiples y Definidas.

1. Información básica.

Las Leyes ponderales son las leyes generales que rigen las combinaciones químicas. Se basan en la experimentación y miden cuantitativamente la cantidad de materia que interviene en las reacciones químicas.

La ley de las proporciones definidas dice que muestras diferentes de una misma sustancia contienen los mismos elementos en las mismas proporciones. Por ejemplo, 8g de oxígeno reaccionan con 1g de hidrógeno para formar agua (H2O); la relación de los pesos de estos elementos para formar un compuesto siempre es de 1:8. Esta ley no es universal, ya que en algunos compuestos esta no se cumple. Fue enunciada por J.L. Proust en 1799 y definida por Jhon Dalton debido a la relación que tiene con la teoría atómica.

La ley de las proporciones múltiples fue enunciada por Dalton en 1803, y se refiere a la relación que existe entre los elementos que se combinan en más de una proporción para formar compuestos diferentes, el cual se obtiene variando las condiciones de la reacción. Por ejemplo, el carbono se combina con el oxígeno para formar un compuesto llamado monóxido de carbono (CO) en una proporción de 3:4, pero también se puede unir en la proporción 3:8 para formar dióxido de carbono (CO2). De esta manera se comprobó que cuando dos elementos reaccionan en más de una proporción para formar compuestos diferentes, los pesos de uno de los elementos que se combinan con una cantidad fija de otro están en relación de números enteros pequeños.

Esta ley ponderal, fue la última en enunciarse. Dalton creó un escenario y estudió un fenómeno del que Proust no se había percatado, y es que algunos elementos se combinan entre sí en distintas proporciones para originar compuestos distintos, debido a lo que hoy se conoce como los diferentes estados de oxidación de un elemento, que es lo que le permite combinarse en diferentes proporciones con otro elemento.

Los elementos hidrógeno (H) y oxígeno (O) forman dos compuestos diferentes: agua y peróxido de hidrógeno o agua oxigenada.

[pic 1]

La proporción de los átomos de hidrógeno con respecto al oxígeno es 2H : 1O en el agua.

La proporción de los átomos de hidrógeno con respecto al oxígeno es 2H : 2O en el peróxido de hidrógeno.

1. Materiales y reactivos.

• Tubos de ensayo
• Pinzas para tubos de ensayo
• Balanza
• Gradilla de madera
• Espátula
• Clorato de potasio (KClO3)
• Perclorato de potasio (KClO4)
• Fósforos

1. Metodología.

Para el clorato de potasio.

Se procedió a pesar un tubo de ensayo limpio y seco. Se añadieron entre 1 y 2 gramos de la sustancia, cuidando que no se adhiriera a las paredes del tubo. Se calentó el tubo con la sustancia suave y uniformemente rotándolo sobre la llama hasta que la sal se fundió, luego se calentó fuertemente hasta que todo el oxígeno se desprendió totalmente, lo que se pudo comprobar colando una astilla de madera encendida en la boca del tubo, la cual durante el proceso estaba avivada, pero se apagó en cuanto terminó el proceso. Después se dejó enfriar el tubo y se pesó.

Para el perclorato de potasio.

Se pesó un nuevo tubo de ensayo limpio y seco. A este se le adicionó el compuesto en la proporción entre 1 a 2 gramos de este y se volvió a pesar. Se colocó a calentar suave y uniformemente, rotándolo en la llama, hasta que el compuesto se desprendió totalmente. Para saber esto fue necesario colocar una astilla de madera encendida en la boca del tubo, ya que, si esta se aviva, nos indica que no ha terminado el proceso. Se dejó enfriar el tubo aproximadamente 5 minutos y se volvió a pesar en la balanza.

1. Observaciones.

Los resultados se obtuvieron de manera instantánea,  ya que al poner la mezcla en contacto con el fuego esta reaccionó muy rápido, cambiando su color de negro a una tonalidad más clara,  y por medio de la diferencia de pesos se pudo conocer la cantidad de la sustancia antes de flamearlo y la cantidad del residuo después de flamearlo. Así también demás variables requeridas en la tabla de resultados.

1. Cálculos.

• Calcular la cantidad de oxígeno desprendido en la descomposición del Clorato y Perclorato de Potasio.

Para el KClO3.

[pic 2]

[pic 3]

Para KClO4.

[pic 4]

[pic 5]

• Calcular la cantidad de Cloruro de Potasio producido en la descomposición del Clorato y Perclorato de Potasio.

Para KClO3.

[pic 6]

[pic 7]

Para KClO4.

[pic 8]

[pic 9]

• Calcular el porcentaje de oxígeno en ambos, de a cuerdo a los datos experimentales, repórtelo a la hoja de datos.

Porcentaje de O2 en KClO3.

[pic 10]

Porcentaje de O2 en KClO4.

[pic 11]

• Calcular el número de moles de Cloruro de Potasio en la descomposición del Clorato y Perclorato de Potasio.

Para KClO3.

K = 39 g/mol

Cl = 35,45 g/mol

1 mol de átomos de KCl = 74,45 gramos

[pic 12]

Para KClO4.

K = 39 g/mol

Cl = 35,45 g/mol

1 mol de átomos de KCl = 74,45 gramos

[pic 13]

• Compruebe que estos datos de la Ley de las proporciones definidas y múltiples usando datos de otros grupos.

Para KClO3.

K = 39 g/mol

Cl = 35,45 g/mol

1 mol de átomos de KCl = 74,45 gramos

[pic 14]

Para KClO4.

K = 39 g/mol

Cl = 35,45 g/mol

1 mol de átomos de KCl = 74,45 gramos

[pic 15]

1. Cuestionario.

• ¿Qué otras sustancias puede usted utilizar para la comprobación de estas leyes? Explique.

El cloro y el oxígeno, que pueden formar cuatro compuestos distintos, dependiendo del estado de oxidación en que se encuentre el cloro. Si tomamos 100 gramos de cada uno de estos compuestos, se cumple que, para el primer compuesto, Cl2O, 81,39 gramos de cloro se unen a 18,61 gramos de oxígeno. Para el segundo compuesto, Cl2O3, 59,32 gramos de cloro se unen a 40,48 gramos de oxígeno. Para el tercer compuesto posible, Cl2O5, 46,67 gramos corresponden al cloro, y 53,33 al oxígeno. Y para el cuarto y último compuesto, Cl2O7, 38,46 gramos corresponden a cloro y 61,54 al oxígeno.

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