1.
RESUMEN:
En la
presente practica de laboratorio se determinaron las masas en una reacción
química antes y después de las reacción química
con el sulfato cúprico penta hidratado con agua y la limadura de hierro.
2.
INTRODUCCIÓN:
ESTEQUIOMETRIA
Una ecuación química es esencialmente una relación que muestra las cantidades relativas de reactivos y productos involucrados en una reacción química.
Los cálculos estequiométricos son aquellos que se realizan para conocer
con precisión la cantidad que se va a obtener de un determinado producto,
conocidas las cantidades de los reactivos o, por el contrario, las cantidades
de reactivo que se han de utilizar para obtener una determinada cantidad de
producto. La expresión “cantidad estequiometria” indica la cantidad exacta que
se necesita de una sustancia de acuerdo con una ecuación química.
EJEMPLO:
N2 + 3H3
→ 2NH3
(28) 3(2) 2(17)
MARCO
TEORICO: Nota: guía adjunta
para la elaboración del laboratorio de estequiometria.
3.
OBJETIVOS:
·
Calcula
el costo de producción de una reacción química con base en costos de materia
prima.
·
Efectuar
cálculos estequiometricos para determinar el rendimiento de una reacción
química a partir de datos experimentales.
4.
PROCEDIMIENTO:
5.
MATERIALES:
Vaso de
precipitado 100ml.
Vaso de
precipitado de 250ml
Soporte
universal con anillo y tela de asbesto.
Embudo
tallo largo para filtración simple.
Mechero
bunsen.
Agitador
de vidrio.
Pinzas
para crisol.
Vidrio de
reloj.
Espátula
chica.
Hoja de
filtro de 10 × 10 cm.
Estufa
con termómetro.
Desecador.
Balanza
electrónica.
Limadura
de hierro de 98.5% de pureza.
Sulfato
cúprico hidratado CuSO4 5H2O
Agua
destilada.
6.
DATOS Y CALCULOS:
Peso del
papel filtro = 0.85gr.
Peso del
vidrio de reloj bordado utilizado en el desecado = 31.69gr
Peso
vidrio de reloj normal = 38.12gr
Masa de producto= (masa final del vidrio + papel
+ residuo) – (masa de vidrio + papel)
Masa de producto= (31.69g + 0.85g + 1.33gr) –
(31.69g + 0.85g)
Masa de producto= (33.87) – (32.54g) = 1.33gr de Cu
7.
INVESTIGACIÓN:
a. Complete la ecuación de la
reacción química de simple sustitución, llevada a cavo en esta practica, con
formulas y nombres de las sustancias (reactivos y productos).
R: 2CuSO4 (ac) + Fe2 (s) →
2FeSO4 + Cu2
Donde:
CuSO4: Sulfato cúprico.
Fe2: limadura de Hierro.
FeSO4: Sulfato ferroso.
Cu2: Cobre.
b.
Clasifique
este proceso de acuerdo con su dirección con el estado físico de las sustancias
y de acuerdo con la energía calorífica requerida para llevarlo a cabo.
R: es un estado endotérmico donde la reacción
química recibe calor y es irreversible.
c.
¿Qué
sustancia es el polvo rojo que se obtiene como producto principal en esta
reacción y que aplicaciones industriales tiene?
R: El producto que se obtiene es cobre.
Se
utiliza en la industria de los alimentos en la fabricación de cereza, en
equipos de destilación
por su conductividad calórica y
resistencia.
d.
Calcule
la masa de Cobre que teóricamente se esperaba obtener, con base al reactivo
limitante que es un gramo de hierro de 98.5% de pureza.
R: DATOS:
5gr de CuSO4
1gr de Fe2
de 98.5% de pureza
2CuSO4 + Fe2
→ 2FeSO4 + Cu2
Peso de Fe2 = 111.68 g/mol # moles = 1 gr / 111.68 g/mol = 8.954 ×
10 ˉ3 mol
Peso de Cu2 = 127.08 g/mol = 8.954 × 10ˉ3 mol ×
127.08 g/mol = 1.1378 gr de Cu2
(Peso
ideal)
Peso de Cu2 = 1.1378 gr de Cu2
(ideal) × 0.985(pureza) = 1.120 gr de Cu2 (real)
Peso de Cu2 en la práctica del
laboratorio 1,33gr.
e. ¿existe diferencia entre el paso
esperado teóricamente y el obtenido prácticamente? Explique en cualquier caso.
R: el peso obtenido en la practica del laboratorio
de Cu2 fue de 1.33 gr y en teorico es de
1.120 gr de Cu2, la falla pudo ser causado por no pesar precisamente los
instrumentos o haber perdido reactivos.
f. Determine el rendimiento de la reacción:
R: %
RENDIMIENTO = 1.120 gr ÷ 1.33 gr × 100 =
84.21%
g. ¿Qué cantidad de cobre podría
obtenerse a partir de 100gr de hierro con una pureza de 99%, considerando
además el rendimiento obtenido en el punto anterior?
R: VALORES:
5 gr de CuSO4
100gr de Fe2 al 99% de pureza
84.21% de rendimiento
2CuSO4 + Fe2 → 2FeSO4 + Cu2
# Moles de Fe2 = 100gr / 111.68gr/mol = 0.895 mol =
1 mol de Cu2
Peso de Cu2 = 0.895 mol × 127.08 mol = 113.736 gr
de Cu2 (ideal)
Peso de Cu2 = 113.736gr de Cu2 × 0.99 (pureza) ×
0.842(rendimiento) = 94.849 gr de Cu2 (real).
-
Investigue
el costo de cada reactivo empleado en esta practica y calcule el costo total de
su experimento considerando únicamente las materias primas (agua, sulfato de
cobre y hierro)
R:
2CuSO4 + Fe2
→ 2FeSO4 + Cu2
Peso Atómico: Cu = 63.54 g/mol = 2 ×
63.54 g/mol = 127.08 g/mol
S = 32 g/mol = 32
g/mol
O =16 g/mol = 4 × 16
g/mol = 64 g/mol
Fe = 55.84 g/mol = 2 ×
55.08 g/mol = 110.16 g/mol
(127.08g + 32g + 64g) + 110.16
→ (110.16g + 32g + 64g) + 127.08g
(223.08g) + 110.16g → (206.16g) + 127.08g
333.24g → 333.24g.
h- ¿Qué le representa a usted, como
administrador industrial, el costo de una materia prima y el rendimiento de una
reacción química?
R: Seria igual al tener una fabrica de textiles donde
las telas (reactivos) que compre tiene que ser igual a las camisas, pantalones,
camisetas, o lo que vayan a fabricar (productos), tendría que pesar la tela
igual al inicio y final de la fabricación.
i-
Anote sus
conclusiones generales de esta práctica.
R: En la practica de estequiometria serviría
siempre en cuando los peso obtenidos sean lo mas exactos posibles para obtener
una aproximación mas exacta al peso real del producto final.
También es de suma importancia que la ecuación este
totalmente alanceada para que el proceso sea exitoso, siguiendo todos los pasos
requeridos por el experimento.
8.
BIBLIOGRAFIA:
LEY DE LOMONÓSOV – LAVOISIER
Es una de
las leyes fundamentales en todas las ciencias naturales fue elaborada
independientemente por Mijaíl lomonósov en 1745 y por Antoine Lavoisier en
1785.donde se pude describir como “ en una reacción química ordinaria la masa
permanece constante, es decir, la masa consumida de los reactivos es igual a la
masa obtenida por los reactivos”
Una
salvedad que hay tener en cuenta es la existencia de las reacciones nucleares,
en las que la masa si se modifica de forma sutil, en este caso en la suma de
masas hay que tener en cuenta la equivalencia entre masa y energía.
MIJAÍL LOMONOSÓV
Nacido en
Rusia en 1711, hijo de un campesino que alternaba las faenas del campo con la
pesca, su madre era hija del diacono de la parroquia. Abandono su aldea
logrando inscribirse en una escuela de párvulos a los 19 años, su inteligencia
natural y su capacidad de trabajo asombraron a sus maestros y con ayuda de estos
logro ingresar a la Academia Moscovita de Estudios Clásicos. Tras pasar por la
academia con éxito en agosto de 1736 fue becado para estudiar en la Universidad
de Marburgo en Hesse. Después se traslado a la Academia de Minería y tuvo como
maestro a Johann Friedrich Henkei que le permitió estudiar química, física,
mecánica y minería.
ANTOINE LAVOISIER
Químico
francés nacido el 26 de agosto de 1743 fue uno de los protagonistas principales
de la revolución científica que condujo a la consolidación de la química, por
lo que es considerado el fundador de la química moderna. En 1754 empezó sus
estudios en la escuela de elite Colegio de las Cuatro Naciones destacado por
sus dotes en las ciencias naturales. Estudio Ciencias Naturales y Derecho por
petición de sus padres. Logro instalar un laboratorio grande y comenzó a
centrarse en la investigación científica. Fue elegido como miembro de la
Academia Ciencias en 1768, ocupo diversos cargos políticos incluidos los de
director estatal de los trabajos en la fabricación de la pólvora en 1776.
Lavoisier
realizo los primeros experimentos examinado la naturaleza de la combustión y
también revelo el papel del oxigeno en la respiración de los animales y las
plantas.
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