Masa_ekivalnt Informe 5

5/16/2018 Masa_ekivalnt Informe 5 - slidepdf.com

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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

(Universidad del Perú, Decana de América)

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL LABORATORIO DE QUÍMICA GENERAL

INFORME Nº 5 : “ DETERMINACION DE LA MASA EQUIVALENTE”.

PROFESOR : Ing. Edmundo Estrada.

INTEGRANTES : 11170049 Uturuno San Miguel Jessica

Vega Mamani Mishel JhonatanChoque Peves Abel

Yucra

LUGAR Y FECHA DE ENTREGA : UNMSM 13/06/11

RESUMEN:



E.A.P Ing. Industrial Química General

El objetivo principal de la quinta práctica de laboratorio fue entender el concepto

teórico de masa equivalente a través de un experimento por el cual determinamos

la masa equivalente del Magnesio.

La realización de esta práctica de laboratorio se llevó a cabo tomando en cuenta

resultados cuantitativos debido a que el peso, la temperatura, la presión y el

volumen de las sustancias evaluadas son datos numéricos.

La importancia de la presente práctica de laboratorio radica en conocer de forma

experimental y didáctica como calcular el peso equivalente de un metal de forma

experimental, en este caso el Magnesio, por medio de una reacción química

redox. La practica de laboratorio fue también importante porque nos ayudó a

diferenciar el concepto de masa equivalente referida hacia los metales y aquella

que se refiere a los ácidos, bases o sales.

http://www.monografias.com/trabajos16/objetivos-educacion/objetivos-educacion.shtml

http://www.monografias.com/trabajos16/objetivos-educacion/objetivos-educacion.shtml




PRINCIPIOS TEORICOS

Masa Equivalente

La masa equivalente es aquella fracción de la masa molar o atómico quecorresponde a una unidad definida de reacción química. Este principio es útil endos tipo de reacción, la acida-básica y la de oxidación – reducción.

La masa equivalente de un elemento se puede determinar en forma experimentalde varias formas, entre ellas tenemos:

Determinación directa:

En este caso se encuentra la cantidad del elemento que se han combinado con1.008 g de hidrogeno o con 8.0 g de oxigeno.

Método analítico:

Se determina la masa equivalente por la cantidad del elemento que se combinacon otro del cual se conoce su masa equivalente.

Por desplazamiento del agua:

Este método consiste en hacer reaccionar una determinada masa de un metal conun ácido para que desprenda hidrogeno. Para el calculo se encuentra la masa delmetal que ha desplazado 1.008g de hidrogeno o 11200 ml del gas. (a condicionesnormales de temperatura y presión).

La Masa Equivalente de un elemento:

Es el peso en gramos del mismo que se combina con 8 g de O2 o 1.008 g H 2 y sepuede determinar de forma experimental.

La Masa Equivalente de un Acido:

El peso equivalente de un acido es aquella fracción del peso formula que contieneo puede suministrar para la reacción un H+ acido. Un equivalente – gramo (eq – g)es aquel peso que contiene o puede suministrar para la reacción de un mol de H+.

Peq = Masa Molar/ n° de iones H+




Ejemplo:

Los pesos equivalentes del HCL y del HC2H2O2 son los mismos que sus pesosmoleculares puesto que casa uno de ellos contiene un hidrogeno acido pormolécula. Un eq – g de cada una de estas moléculas es lo mismo que un mol. El

peso equivalente del H2SO4 es normalmente la mitad del peso molecular y un eq – g es la mitad de un mol, puesto que son reemplazados los dos hidrógenos en lamayoría de las reacciones del acido sulfúrico diluido. Un eq – g de H3PO4 puedeser 1 mol, ½ mol o 1/3 de mol, dependiendo que se reemplace un átomo dehidrogeno, dos o tres por molécula en una reacción particular. Un eq – g de H3BO3 es siempre un mol, puesto que solo es reemplazable un hidrogeno en lasreacciones de neutralización. El peso equivalente del SO3 es la mitad de su pesomolecular, puesto que el SO3 puede reaccionar con el agua para dar 2H+.

SO3 + H2O 2 H+ + SO42-

Nota.- No existen reglas sencillas para predecir cuantos hidrógenos de un acidodeben reemplazarse en una neutralización dada. Esta es la razón por la quedeben estudiarse las propiedades químicas de cada sustancia.

La Masa Equivalente de una Base:

El peso equivalente de una base es aquella fracción del peso formular quecontiene o puede suministrar un OH- o que puede reaccionar con un H+.

Ejemplos:

Los pesos equivalentes del N

aOH, NH3 (que puede reaccionar con agua para dar NH4+ + OH-), Mg(OH)2 y

AL(OH)3 son iguales a 1/1, 1/1, ½, y 1/3 de sus pesos formulares,respectivamente.

La Masa Equivalente de una Sal:

El peso equivalente de una sal puede definirse en función del empleo de la sal

como acido o base. El peso equivalente puede ser varoiable dependiendo de si laformula se emplea para 1, 2 á 3 unidades de la reacción de neutralización dereferencia.




Ejemplos:

Sal Reacción Típica Peso Equivalente

NH4Cl NH4+ + OH- NH3 + H2O PF

NaHCO3 HCO3- + OH- CO3

2- + H2O PF

NaHCO3 HCO3- + H+ CO2 + H2O PF

Na2CO3 CO32- + 2H+ CO2 + H2O ½ x PF

Na2CO3 CO32- + H+ HCO-

3 PF

NaH2PO4 H2PO- + OH- HPO42- + H2O PF

NaH2PO4 H2PO4-

+ 2 OH PO43-

+ 2 H2O ½ PF

Agentes Oxidantes y Reductores:

AGENTE OXIDANTE

Es aquél que gana electrones. El que se reduce

AGENTE REDUCTOR

Es aquél que cede electrones. El que se oxida

El peso equivalente de un agente oxidante o reductor para una reaccióndeterminada es igual a su peso formular dividido por el numero total e electronesganados o perdidos cuando se verifica la reacción de esta formula unidad. Así,pues, el peso equivalente de un agente oxidante o reductor

= peso formular de la sustancia oxidante o reductiva / numero de electronesganados o perdidos

Un agente oxidante o reductor determinado puede tener más de un pesoequivalente, dependiendo de la reacción para que se usa.

Un caso especial es el de dos elementos que reaccionan para formar uncompuesto. Para cada elemento el numero de electrones transferidos por átomoes el estado de oxidación en el compuesto. EL peso equivalente resulta serentonces el peso atómico dividido por el estado de oxidación.




Ejemplos de cálculos

Apliquemos la definición para determinar la masa equivalente del azufre en los

compuestos siguientes:

1) H2S 2) SO2 3) SO3

Como datos previos necesitamos las masas atómicas relativas del azufre,hidrógeno y oxígeno. Ellas son: 32, 1 y 16 respectivamente.

1) H2S

a) Sabemos que la fórmula H2S indica que 2 átomos de hidrógeno se hancombinado con un átomo de azufre para formar una molécula, y tambiénnos dice que 2 átomos gramo de hidrógeno unidos a 1 átomo gramo deazufre, forman un mol del compuesto.

b) En términos de masas: 2 gramos de hidrógeno más 32 gramos de azufrecomponen 34 gramos de sulfuro de hidrógeno. De manera que paracalcular la masa equivalente del azufre en este compuesto debemosefectuar el razonamiento siguiente:

2 g de H (se combinan con) ----------

1 g de H " " " ------------x = 16 g de S

c) Luego la MASA EQUIVALENTE del S en este compuesto es 16 g.2) SO2

a) Repitiendo el razonamiento expuesto, teniendo en cuenta que ahora sehalla unido a 2 oxígenos:

32 g de O (se combinan con) ---

8 g de O " " " ------------x= 8 g de S

3) SO3

a) De la misma manera:

48 g de O (se combinan con) ------32 g de S

8 g de O " " " -------




Habiendo comprobado que este elemento adquiere 3 valores de MASASEQUIVALENTES, uno en cada compuesto, debemos preguntarnos: ¿Quécaracterísticas del azufre han variado de un compuesto a otro para que semodifique su masa equivalente?. La respuesta es inmediata efectuando unarápida comparación:

SUS ESTADOS DE OXIDACIÓN SON DIFERENTES.

Los valores son: -2, +4 y +6 respectivamente.

Si efectuamos la división entre la masa atómica del azufre y su masa equivalenteen cada caso tenemos:

a) 32/16 = 2 b) 32/8 = 4 c) 32/5,33 = 6

Se observa que cada uno de los números que surgen de estas relaciones coincide

con el número de oxidación correspondiente, prescindiendo de su signo. Estosnúmeros son los que tradicionalmente se conocían como VALENCIA o capacidadde combinación de un elemento, y a los efectos de poder referirnos a ellos dealguna manera, así los designaremos, sabiendo que son simplemente, losNÚMEROS DE OXIDACIÓN tomados en valor absoluto, es decir, SIN SIGNO.

Luego generalizando:

Masa molar / Masa equivalente = Valencia




PROCESO EXPERIMENTAL

Antes de empezar con el procedimiento, vamos a detallar cuáles fueron losmateriales correspondientes que se utilizaron para el desarrollo de esta cuarta

práctica de laboratorio:Una balanza

Un balón

Un frasco con tubo de ensayo Un termometro




Ahora correspondemos a explicar cuáles fueron los procedimientosexperimentales de cada uno de los siguientes elementos analizados, en donde setratará de dar especial atención a las diferentes reacciones que sufren cada unade ellas.

Con la ayuda de la balanza pesar no menos de 0.20 gramos de magnesio(Mg). para que este proceso sea exacto o se acerque a lo que queremos,realizaremos el siguiente ejercicio:

1. Pesamos el papel en donde vamos a poner la sustancia.

2. Luego pesamos todo junto: el papel y la sustancia, y por diferencia

obtenemos la masa del magnesio (Mg).

instalamos el equipo para realizar el experimento. Esta estructura consta deun juego de tapones bihoradados, mangueras y conexiones, un recipiente,

un tubo de ensayo, y un balón, tal como se puede apreciar en la siguientefigura.

Siguiendo con el procedimiento, echamos el magnesio en el tubo de ensayoy procuramos ponerlo en el fondo de este.

Terminado esto se llena el balón con agua potable hasta la mitad delrecipiente, y se coloca el tapón de jebe bihoradado conectado a un frascodonde se recoge el agua desalojada.

http://www.monografias.com/trabajos14/deficitsuperavit/deficitsuperavit.shtml

http://www.monografias.com/trabajos14/deficitsuperavit/deficitsuperavit.shtml




Colocar en un tubo de prueba 20 ml. de ácido clorhídrico (HCl) 2.5 M.

Llenar la conexión con la misma agua del balón soplando por el otroextremo, entre el balón y el frasco. Mantener presionado con los dedos enel extremo de la manguera que va al frasco evitándose producir burbujas deaire.

Teniendo los reactivos y el sistema listo, agregar al tubo de ensayo la solución deHCl 2.5 M. y tapar inmediatamente colocando fijamente los tapones.

Cuando sentimos presión en nuestros dedos, soltar inmediatamente laconexión para que se desplace el agua. Esto se debe a que el hidrogeno

que se desprende en la mezcla es almacenada en el balón, el agua por suparte tiene que escapar por la manguera para ceder paso al h2.

De ahí deducimos que el volumen del hidrogeno producido es igual alvolumen del agua desalojada en el recipiente. Esto lo entenderemos mejorcon la siguiente ecuación:

Mg(s) + 2HCl (ac) H2 + MgCl2

Luego notamos que el recipiente donde se aloja el agua, adquiere unatemperatura elevada. Esto se debe a que dicha reacción es exotérmica, esdecir libera calor.

Luego medimos la temperatura del agua del frasco, para luego determinarcon esta la presión de vapor de agua, en las tablas.

Finalmente medimos el volumen del agua desalojada.




RESULTADOS:

1) Peso del Mg 0.2 g

2) Temperatura del agua en el balón (T) 293K

3) Presión del vapor de agua 17.5mmHg

4) Presión barométrica 756 mmHg

5) Presión de gas seco P=(4)-(3) 742.5 mmHg

6) Volumen de H2 de agua desalojada 175 ml

7) Presión a C.N (Po) 760mmHg

8) Temperatura a C.N (To) 273 K

9) Volumen de H2 a C.N. Vo = (P/Po) (T/To) V 159.3 ml

10) Masa equivalente:

Mg(g) + 2HCl ----------------------- MgCl2(ac) + H2

0.2 g ……………………………… 159.3 ml

Masa equivalente ……………… 11207 ml

Masa equivalente = (0.2 g*11207ml) / 159.3ml = 14.07 g

11) % de error relativo:

Valor teórico Mg = 12.15 g

%error = I(12.15g-14.07g)I *100% / 12.15g = 15.8%




DISCUSION DE RESULTADOS:

Durante la práctica realizamos muchos procedimientos, y en algunos de ellos losresultados que se obtienen son los incorrectos por muchos motivos, por ejemplo:muchos de los errores radican en el momento de pesar.

El tubo de ensayo con el que trabajamos puede no estar totalmente limpio y tenerresiduos de agua.

El Mg, el cual usamos para la reacción, nos puede dar una variación mínima por elpapel o por un mal cálculo.

La variación en los resultados se da por el mínimo descuido que tenemos en lafuga de H2 en nuestro sistema formado para nuestro experimento (tubo de ensayo – balón de vidrio – vaso de precipitado), ya que en este caso la sustancia esaltamente reactiva.

http://www.monografias.com/trabajos11/vidrio/vidrio.shtml






CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

CONCLUSIONES:

Pudimos encontrar de manera experimental la masa de un equivalente-gramo de magnesio.

Observamos que en la reacción se produjo H2 cuando la columna de aguabajo hacia el vaso de precipitado.

Estudiamos el concepto de #equivalente-gramo.

Y en muchos de nuestros cálculos usamos :

#equivalente gramo=W/masa equivalente

#equivalente gramo=NV

En masa equivalente el parámetro depende de la naturaleza de lareacción:

Pe=Peso formula o Peso molecular /O

IMPORTANTE: EL PARAMETRO (O)

Para ácidos.- número de hidrógenos (h) transferidos.

Para bases.- número de OH transferidos.

Para reacciones redox.- número de electrones transferidos.




RECOMENDACIONES:

Se recomienda seguir estrictamente el procedimiento de la práctica, a fin detener óptimos resultados.

Procurar que LA MANGUERA no tenga burbujas de aire en su interiordespués de llenarla completamente de agua.

Tener mucho cuidado sobretodo en el manejo de la las conexiones del

sistema para que no se produzca pérdida de hidrógeno.




No perder ni un solo miligramo de la muestra de magnesio, ya que de estode pende el éxito de la práctica.

Hacer que la mezcla llegue hasta el final del tubo de ensayo para que asípuede reaccionar todo lo que despositamos en el tubo de ensayo.

Procurar no perder agua cuando se pase del vaso de precipitado a laprobeta

Usar un pequeño paño para sujetar el tubo de ensayo al momento re lareacción, ya que esta se manifiesta elevando su temperatura.

El tubo de ensayo debe estar limpio y seco.

Controlar todas las conexiones: No debe haber pérdidas o fugas

Como siempre lo recordamos, debemos tener mucho cuidado al usar labalanza para no descalibrarla, los pasos a seguir son:

- Encender la balanza.- Colocar el objeto que será pesado.

- Apagar la balanza. - Retirar el objeto pesado.




BIBLIOGRAFIA

Rosenberg, Jerome L.; Química General; Primera Edición; 1970; pág. 96-97

http://html.rincondelvago.com/masa-equivalente-del-magnesio.html

www.unlu.edu.ar/~qgeneral/guiauno.pdf

H. Mahan, Bruce; Química curso universitario; Primera Edición; 1968; pág.

180-184.


http://www.unlu.edu.ar/~qgeneral/guiauno.pdf

http://www.unlu.edu.ar/~qgeneral/guiauno.pdf





APENDICE

1) Explicar y determinar la Meqg y el N° de eqg de 10.00 g de:a) HCl

Meqg= Masa molecular/ N° de iones H+

Meqg= 36.5 gramos/mol / 1 equivalente/mol

Meqg= 36.5 gramos / equivalente

10 gramos ---x equivalentes

X= 10/36.5= 0.27

b) NaOHMeqg= Masa molecular/ N° de iones OH-

Meqg= 40 gramos/mol / 1 equivalente/mol

Meqg= 40 gramos / equivalente


X= 10/40= 0.25

c) NaClMeqg= Masa molecular/ N° de aniones

Meqg= 58.5 gramos/mol / 1 equivalente/mol

Meqg= 58.5 gramos / equivalente10 gramos ---x equivalentes

X= 10/58.5= 0.17




d) CaCl2

Meqg= Masa molecular/ N° de aniones

Meqg= 111 gramos/mol / 2 equivalentes/mol

Meqg= 55.5 gramos / equivalente


X= 10/55.5= 0.18

e) H2SO4 a (HSO4)-

Meqg= Masa molecular/ N° de electrones transferidos

H2

+

+ 3 electrones---> H

-


Meqg= 32.67 gramos / equivalentes


X= 10/32.67= 0.30

f) H2SO4 a (SO4)2-

Meqg= Masa molecular/ N° de electrones transferidosS6+ + 8 electrones - S2-


Meqg=12.25 gramos / equivalentes


X= 10/12.25= 0.8

g) H2O a H2




Meqg= Masa molecular/ N° de electrones transferidosH2

+1 +2 electrones H20


Meqg=9 gramos / equivalentes


X= 10/9= 1.11

h) H2O a O2

Meqg= Masa molecular/ N° de electrones transferidosO-2 – 2 electrones O20

. Meqg= 18 gramos/mol / 2 equivalentes/mol

Meqg=9 gramos / equivalentes


X= 10/9= 1.11

2) Explicar porque en la experiencia el volumen del hidrogeno seco es lomismo que el volumen del gas hidrogeno húmedo e igual que el volumendel agua desplazada

- Porque en la experiencia realizada al poner en contacto el metal con elacido clorhídrico se produjo una reacción exotérmica donde el hidrogenofue liberado en forma de gas ejerciendo una presión en el balón con agua,haciendo que esta se pase al otro recipiente hasta que se agote el H2, porello ese volumen desplazado representa el volumen del gas de hidrogeno

húmedo o seco.

3) Demostrar porque la presión medida del gas hidrogeno húmedo es mayorque la presión del gas hidrogeno seco.

- La presión del gas de hidrogeno húmedo es mayor que la presión del gashidrogeno seco porque la presión es directamente proporcional a la




temperatura, y el gas húmedo se encontraba a mayor temperatura que elgas seco.

4) En un experimento se gasto 0.830g de un metal divalente y desprendió432mL. de H2 . Calcular la masa equivalente del metal.

- masa equivalente = 11207ml x 0.830 g / 432ml x 2 = 10.76 g

5) Cuando el nitrato de potasio se reduce a amonio, en medio acido,determine la masa equivalente del nitrato de potasio

- KNO3 NH4

N5+ + 9 electrones N4-

Meqg= Masa molecular/ N° de iones H+

Meqg= 117 gramos / mol / 9 equivalentes / mol

Meqg= 13 gramos / equivalentes

6) Si 4.00g de O2 seco ocupa 2.80L a CNPT. ¿Qué volumen ocuparía si estahúmedo a 30°C y a la presión de 705 mmHg? Suponer que el O2 es gas quetiene comportamiento ideal.

Vi= Pf x Vf x Ti / Tf x Pi

Vi= 760mm Hg x 2.80 L x 303°K /273°K x 705 mmHg

Vi= 3.35 L

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