UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

INFORME DEL 2° LABORATORIO DE QUÍMICA

“ESTEQUIOMETRÍA”

ALUMNOS: GONZALES CARDENAS FREDDY RICARDO PUENTE EDER

GRUPO: 1

** CURSO: QUIMICA I

PROFESOR: CARMEN REYES

FECHA DE REALIZACIÓN: 24/09/2010

FECHA DE ENTREGA: 07/10/2010

I. OBJETIVO: 1. Los experimentos a desarrollarse tienen por finalidad la observación de los cambios cualitativos y cuantitativos que ocurren en las reacciones químicas, la parte cualitativa, está

orientada a verificar el cambio de propiedades y la parte cuantitativa, a la medición de las masas de las sustancias reaccionantes y productos.

2. Determinar las sustancias que se forman al quemar la piedra caliza.

3. Establecer la diferencia al calcinar el yeso y la caliza.

II. MATERIALES.

- 1 pipeta de 10 mL. - 1 pinza p/ crisol.- 1 probeta de 25 mL. - 1 pinza p/ tubo.- 1 embudo. - 1 escobilla.- 1 bagueta. - 1 pisceta de plástico.- 1 tubo 16x150. - 1 mechero.- 1 tubo c/ salida lateral + el tapón. - 1 tubo de jebe.- 1 vaso de 250 mL. - 1 rejilla con cerámica.- 1 crisol. - 1 gradilla p/ tubos. REACTIVOS:- Na2CO30.2M .

- KClO31 g+MnO20.1g- CuSO4 . XH 2O 2g

- Ca(OH )2 saturado .- BaCl20.2M .

- AgNO30.1M .

III. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.

EXPERIMENTO Nº 1: OBTENCIÓN DE UN PRECIPITADO:

Preparación del Carbonato de Bario según la reacción:BaCl2(ac) + Na2CO3(ac) → BaCO3↓ +NaCl(ac)5 mL 5 mL P.P. Blanco0.2 M 0.2 M

PROCEDIMIENTO:

- Mesclamos en el tubo de ensayo 5 mL d solución 0.2 M de cloruro de bario con 5 mL de solución 0.2 M de carbonato de sodio.

- Dejamos reposar para que sedimente el precipitado.

- Filtramos el precipitado, usando el papel de filtro previamente pesado.

Fig. 1. Introduciendo la solución de carbonato de sodio en la solución de cloruro de bario.

Fig. 2. Formación del precipitado de carbonato de bario de color blanco.

- Colocamos el papel de filtro sobre otro que está sobre la rejilla de asbesto, luego lo ponemos sobre el radiador de manera que la temperatura no sea mayor de 90℃.

- Una vez seco el precipitado dejamos enfriar y para luego pesarlo.

Fig. 3. El papel de filtro introducido en el embudo de vidrio.

Fig. 4. Filtración del precipitado con ayuda del embudo de vidrio sobre la probeta.

Fig. 5. Liquido filtrado de solución de cloruro de sodio de color cristalino.

DATOS OBTENIDOS:

- Masa del papel de filtro (W 1 ¿ = 0.62 g

- Masa del papel con muestra(W ¿¿2)¿ = 0.78 g

→ Masa de la muestra (W 2−W 1) = 0.16 g

% RENDIMIENTO = RENDIMIENTOREALRENDIMIENTOTEORICO

x100= 0.160.197

x 100=81.22%

EXPERIMENTO Nº 2: DESPRENDIMIENTO DE UN GAS.

Reacción de descomposición del clorato de potasio.

KClO3 (s )MnO2→

∆ 2K Cl (s )+32O2

1 g 0.1 g W teorico 0.6 g Comprobación:

KCl(ac )+AgNO3→AgCl↓+KNO3

Líquido “2 gotas“ PP. Blanco

PROCEDIMIENTO:

Fig. 6. Carbonato de bario de color blanco.

- Secamos el tubo con salida en el mechero hasta que esté libre de humedad y luego lo pesamos cuando este frio.

- Introducimos el clorato de potasio más oxido de magnesio en el tubo con salida.

Fig. 7. Secado del tubo con salida

Fig. 8. Pesado del tubo con salida.

Fig. 9. Sustancia química de color plomo oscuro en el tubo con salida.

- Luego tapando el tubo de salida colocamos una manguera por la salida del tubo y enseguida lo damos calor con el mechero, y la parte libre de la manguera lo introducimos en un vaso con agua hasta que se libere todo el oxigeno de la muestra.

- Una vez libre todo el oxigeno lo dejamos enfriar y luego pesarlo con la muestra obtenida.

DATOS OBTENIDOS:- Masa del tubo con salida (W 1 ¿ = 20.58 g

- Masa del tubo con muestra inicial (W ¿¿2)¿ = 21.68 g- Masa del tubo con muestra final (W ¿¿3)¿ = 21.30 g

Fig. 10. Calentamiento del tubo con salida para librar el oxigeno presente en la mezcla.

Fig. 11. Enfriamiento del tubo de ensayo con la muestra obtenida.

PROCEDIMIENTO DE COMPROBACIÓN:- Introducimos una cantidad de agua destilada a la muestra final para luego filtrarlo con la

ayuda del embudo y el papel de filtro.

- Luego de haber filtrado se obtiene una solución de cloruro de potasio de color cristalino, enseguida agregamos dos gotitas de nitrato de plata al líquido obtenido.

Fig. 12. Agregando agua destilada a la muestra obtenida.

Fig. 13. Filtración de la muestra de cloruro de potasio.

Fig.14. Obtención de cloruro de potasio líquido en el tubo de ensayo.

Fig. 15. Agregando dos gotitas de nitrato de plata a la solución de cloruro de potasio.

- Finalmente obtenemos un precipitado de cloruro de plata de color blanco y un líquido sobre nadante de color incoloro.

EXPERIMENTO Nº 3: DETERMINACIÓN DE LA FORMULA DE UN HIDRATO. Los cristales cambian de forma y en algunos casos de color, al perder este contenido de agua. Se da por la descomposición de la siguiente reacción:

CuSO4 . X H 2O ( s )→CuSO 4(s )+X H 2O(g)↑

Hidrato 2 g Sal anhidra (Azulino)

Donde: X = nH 2O

nsal anhidra

PROCEDIMIENTO:- Pesar con precisión el crisol perfectamente limpio y seco.- Añadimos la sal hidratada en el crisol y la pesamos, luego colocamos el crisol

conteniendo la sal hidratada sobre el radiador.

Fig. 16. Obtención de un precipitado de color blanco.

- Después de haber colocado el crisol en el radiador comenzamos a batir con la bagueta y se observa que va cambiando de color y también hay un desprendimiento de vapor de agua.

- Finalmente se obtiene una muestra de sulfato de cobre de color celeste.

Fig. 17. Pesado del crisol en la balanza.

Fig. 18. El crisol sobre el radiador para iniciar el proceso.

Fig. 19. Color normal de la muestra al inicio.

Fig. 20. Cambio de color después de dos minutos.

Fig. 21. Cambio de color después de cuatro minutos.

Fig. 22. Color celeste al final del proceso experimental.

DATOS OBTENIDOS: - Masa del crisol seco vacio (W ¿¿o)¿=22.53 g- Masa del crisol c/ muestra inicial (W ¿¿1)¿=24.53 g- Masa del crisol con anhidro (W ¿¿2)¿=23.78 g

→ nH 2O=W 1−W 2

18=0.7518

=0.0416molesde H 2O

→ nsalanhidro=W 2−W o159.54

= 1.25159.54

=0.007835molesde sal anhidro

→ X =nH 2O

nsal anhidro= 0.04160.007835

=5.31

∴Formuladel hidrato=CuSO4 .5 .31H 2O

EXPERIMENTO Nº 4: OBTENCIÓN DEL YESO MATE. El sulfato de calcio es muy abundante en la naturaleza, es conocido como el mineral de yeso (CaSO¿¿4 .2H 2O)¿. Este al ser calentado ligeramente da lugar a la

formación del yeso mate (CaSO¿¿4 .1/2H 2O)¿; éste se puede utilizar en fabricación de moldes y matrices en virtud de la reversibilidad de la reacción química:

CaSO4 .2H2O∆→CaSO4 .

12H 2O+3H 2O(g)

Yeso natural yeso mate (PLASTER)

PROCEDIMIENTO:

- Colocamos 2 g de yeso natural en el tubo de ensayo.

Fig. 23. Una muestra de 2g de yeso.

Fig. 24. La muestra de yeso en el tubo de ensayo.

- Prendemos el mechero y comenzamos a calentar el tubo de ensayo con la pinza en ángulo de 45º, por lo menos de 3-4 minutos.

- Se observa que se evapora una parte de agua y la pared del tubo queda humedecido.- Identificamos el líquido recolectado en la pared fría del tubo por medio del sulfato de

cobre (desecado).

- Finalmente obtenemos una muestra de sulfato de cobre hidratado a causa de la humedad que presentaba las paredes del tubo de ensayo.

Fig. 25. Calentamiento del tubo de ensayo que contiene yeso.

Fig. 26. Introduciendo una bagueta con sulfato de cobre en el tubo de ensayo.

Fig. 27. Obtención de sulfato de cobre hidratado en la bagueta.

EXPERIMENTO Nº 5: REACCIÓN DE CARBONATACIÓN.Se da por la siguiente reacción:

CaCO3 ( s)∆→CaO(s )+CO2 (g)↑

(Color blanco) 2 g “cal viva”

CO2(g )+Ca(OH )2 saturado→CaCO3(s)+H 2O(l )

“lechada de cal” (Agua de cal)

PROCEDIMIENTO:- Colocamos 2 g de carbonato de calcio en el tubo con salida, luego tapamos el tubo y

colocamos una manguera en la boca de salida, posteriormente en un vaso tomamos una cierta cantidad de lechada de cal.

- Prendemos el mechero y colocamos el tubo con salida en la llama no luminosa y la parte libre de la manguera lo ponemos en el vaso con lechada de cal hasta un tiempo adecuado.

Fig. 28. Introduciendo carbonato de calcio en el tubo con salida.

Fig. 29. Solución de hidróxido de calcio (lechada de cal) en un vaso de vidrio.

- Finalmente añadimos dióxido de carbono al vaso de la muestra obtenida mediante un soplo de aire, enseguida observamos que se enturbia el líquido de la solución saturada.

IV. CUESTIONARIO.2. Considerando la eficiencia calculada en el experimento 1ª determinar qué peso de carbonato de bario se obtiene de la reacción de 40 ml de solución 0.3 M de Na2CO3

con 60 ml de solución 0.6 M de BaCl2.RTA. Sea la reacción: (% de rendimiento = 81.22%)

BaCl2(ac)+Na2CO3 (ac)→BaCO3(s)↓+2NaCl(ac) 208.3 g 106 g 197.3 g 2x58.5 g 60 ml 40 ml X 0.6 M 0.3 M

Fig. 30. Calentamiento de carbonato de calcio en el tubo con salida y conectado la manguera en el vaso con lechada de cal.

Fig. 31. Brindado dióxido de carbono a través de un sorbete y con ayuda de un alumno.

Fig. 32. Obtención de una solución enturbiada.

→ n= 36x10−3moles →n= 12.10−3moles → m= 7.4988 g →m= 1.272 g Reactivo en exceso Reactivo limitante

→ X(106 g) = 81.22%(1.272 g) (197.3 g)∴ X = 1.923 g de BaCO3 (s)

3. Calcular qué peso de carbonato de bario se puede obtener a partir de 114 ml de una

solución 0.5 M de BaCl2

RTA. Sea la reacción: (% de rendimiento = 81.22%)BaCl2(ac)+Na2CO3 (ac)→BaCO3(s)↓+2NaCl(ac)

1 mol 106 g 197.3 g 2x58.5 g 114 ml X 0.5 M → n= 57x10−3moles

→ X (1 mol) = 81.22%( 57x10−3moles) (197.3 g)

∴ X = 9.134 g de BaCO3 (s)

6. Escriba las reacciones de carbonatación y apagado de la cal y la reacción de

formación del bicarbonato de calcio soluble.

RPTA. CO2(g )+Ca(OH )2 saturado→CaCO3(s)+H 2O(l )

CaCO3(s )+CO2 (g)+H 2O(l)→Ca ¿

8. Indique las propiedades del yeso hidráulico y de la cal hidráulica.

RPTA. El yeso hidráulico se forma cuando el yeso natural (CaSO4 .2H2O) se calienta a

una temperatura de 900 – 1200 °C perdiéndose SO3 , este yeso hidráulico mezclado con el agua endurece fuertemente y ofrece gran resistencia mecánica. La cal hidráulica obtenida por la calcinación de la caliza, es un cal en polvo y parcialmente apagada que puede fraguar en sitios húmedos y debajo del agua. De baja resistencia mecánica, su valor depende de la proporción de arcilla que contenga

V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

Concluimos que este laboratorio en general fue muy útil para los alumnos porque pudimos distinguir como varia por ejemplo el color de un hidrato y como el agua cumple un rol muy importante en su aspecto físico para cada solución en particular. Luego con algunos datos obtenidos podemos hallar los porcentajes de rendimiento y como también se hayo un porcentaje más de 100% debido quizás que no se llevo en forma adecuada el procedimiento respectivo. Las recomendaciones que siempre tenemos que trabajar cada experimento químico con cuidado protegiendonos lo mas que podemos para así evitar mas adelante las enfermedades que producen cada sustancia de prueba.

VI. BIBLIOGRAFÍA.

MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA.