PORCENTAJE DE BICARBONATO DE SODIO EN UNA PASTILLA DE ALKA SELTZER (RECOLECCION DE GASES).
INTRODUCCIÓN Los gases conforman uno de los tres estados físicos de la materia. El gas es indivisible, pero es de vital importancia, ya que se necesita oxigeno para vivir. Los gases no tienen forma definida, y ocupan todo el volumen disponible. El movimiento de las moléculas y la separación entre estas permiten explicar propiedades tan importantes como:
La compresión, es decir, la reducción de volumen por la acción de la presión,
la difusión, o sea, la propiedad de expandirse y ocupar todo el espacio del recipiente que lo contiene,
la dilatación, el aumento del volumen al calentarse y
la elasticidad, la capacidad de recuperar su volumen al dejar de actuar la presión que lo afecta.
Estas propiedades son explicadas por unas leyes, las cuales son:
Ley de Charles
Ley de Gay - Lussac
Ley de los gases ideales
Para esta practica usamos dos métodos para poder encontrar el porcentaje de NaHCO 3 (bicarbonato de sodio) contenido en una pastilla de Alka-Seltzer. El primer método fue por pérdida de masa, en el cual usamos la reacción entre el ácido acético (CH 3COOH) y el NaHCO 3 para producir producir dióxido de carbono (CO 2). Calculando la masa perdida de CO 2 encontramos la masa de NaHCO 3 y así su porcentaje. porcentaje. El segundo método fue por recolección de gases, usando la misma reacción recolectábamos el CO 2 que se creaba por la reacción y así calculábamos el porcentaje de NaHCO 3. Para el segundo método usamos un montaje de recolección de un gas sobre agua.
Fi gura 1. Montaje de recolección de un gas sobre agua
Los objetivos del experimento son aprender los montajes usados para recolectar gases en una práctica, además de aprender los cálculos necesarios para determinar el porcentaje de bicarbonato de sodio en una pastilla de Alka-Seltzer.
PROCEDIMIENTO
¿Qué fue lo que hicimos? o
Método por pérdida de masa
Medimos 20 mL de CH 3COOH y lo pusimos en un vaso de precipitado.
Pesamos la masa del vaso con el ácido acético.
Pesamos la masa de ½ pastilla de Alka-Seltzer con el vidrio de reloj.
Pusimos la ½ pastilla dentro del vaso y dejamos reaccionar por 10 minutos. Tomamos observaciones de lo ocurrido.
Luego pesamos el vaso después de la reacción. Y calculamos el porcentaje de NaHCO3.
o
Método por recolección de gases
Realizamos el montaje de recolección de gases sobre agua (Figura 1).
Agregamos 20 mL de CH 3COOH al balón de fondo plano.
Pesamos 1/8 de pastilla de Alka-Seltzer.
Pusimos la fracción de pastilla dentro del cuello del balón, manteniendo el balón horizontal de manera que la fracción de pastilla no toque el ácido.
Pusimos el balón de forma vertical, para que la pastilla callera en el {acido y así empezara la reacción.
Al terminar la reacción, medimos el volumen del gas que se alojó en la probeta invertida, la altura de la columna de agua dentro de la probeta y la temperatura del baño María.
Con los datos recolectamos pudimos encontrar el porcentaje de bicarbonato de sodio en la pastilla.
DATOS
Método por pérdida de masa VARIABLE
DATO
Volumen de ácido acético
20.00 ± 0.25 mL
Peso del vaso con ácido acético
91.1599 ± 0.0002 g
Peso del vidrio de reloj
25.4240 ± 0.0002 g
Peso del vidrio de reloj con ½ pastilla
27.8537 ± 0.0002 g
Peso del vaso después de la reacción
92.8192 ± 0.0002 g
Tabla 1. Tabla de datos recolectados en el método por pérdida de masa. o
Observaciones de la reacción:
Apenas agregamos la pastilla inicio la reacción.
La efervescencia de la pastilla fue muy alta.
Al poco tiempo acabó la reacción
Quedaron pequeños pedazos de la pastilla que no se disolvieron.
Método de recolección de gases VARIABLE Volumen de ácido acético
DATO 20.00 ± 0.25 mL
Peso del vidrio de reloj
25.4240 ± 0.0002 g
Peso del vidrio de reloj con 1/8 pastilla
25.7322 ± 0.0002 g
Volumen de CO2 en la probeta Altura de la columna de agua Temperatura del baño María Densidad del agua a la temperatura del baño de agua
50.0 ± 0.5 mL 104.0 ± 0.5 mm 17 ºC 0.998804 g/mL
Altura de la columna de mercurio (presión atmosférica)
566.0 ± 0.5 mm
Tabla 2. Tabla de datos recolectados en el método de recolección de gases.
RESULTADOS
Método por pérdida de masa Masa de ½ pastilla de Alka-Seltzer = 27.8587 g – 25,8240 g = 2.4297 g o
Incertidumbre: I=
() () = 0.000282
≈ 0.0003
Masa de ½ pastilla de Alka-Seltzer = 2.4297 ± 0.0003 g Masa del vaso con ácido acético + ½ pastilla = 91.1599 g + 2.4297 g = 93.5896 g o
Incertidumbre: I=
() () = 0.000360
≈ 0.0004
Masa del vaso con ácido acético + ½ pastilla = 93.5896 ± 0.0004 g Masa perdida de CO 2 = 93.5896 g – 92.8192 g = 0.7704 g o
Incertidumbre: I=
() () = 0.000447
≈ 0.0004
Masa perdida de CO 2 = 0.7704 ± 0.0004 g Masa de NaHCO3 que reaccionó = 0.7704 g CO2 *
o
* * = 1.4707 g NaHCO
Incertidumbre:
= 0.0519 % % Ir gramos NaHCO = () = 0.0519 % %Ir gramos CO2 =
3
3
El 0.0519 % de 1.4707 es = 0.0007 Masa de NaHCO3 que reaccionó = 1.4707 ± 0.0007 g Porcentaje de NaHCO 3 =
o
= 60.5301 %
Incertidumbre:
= 0.0476 % = 0.0123 % % Ir ½ Alka-Seltzer = % Ir porcentaje NaHCO = () () = 0.0491 % % Ir gramos NaHCO3 =
3
El 0.0491 % de 60.5301 es = 0.0297 Porcentaje de NaHCO 3 = 60.5301 ± 0.0297 %
Método por recolección de gases Densidad del mercurio = 13.69 g/mL
Altura columna Hg = = 5.5877 mm Hg o
Incertidumbre:
= 0.4807 % %Ir h Hg = () = 0.4807 % %Ir columna =
El 0.4807 % de 5.5877 es = 0.0268 Altura columna Hg = 5.5877 ± 0.0268 mm Hg Presión vapor de agua = 14.530 mm Hg Presión CO2 = 566.0 mm Hg – 14.530 mm Hg – 5.5877 mm Hg = 545.8823 mm Hg o
Incertidumbre: Ir =
() () = 0.5007
Presión CO2 = 545.8823 ± 0.5007 mm Hg
o
Incertidumbre:
= 0.0917 % % Ir presión Atm = () = 0.0917 % Ir presión mm Hg =
El 0.0917 % de 0.718 es = 0.0006 Presión CO2 = 0.7182 ± 0.0006 Atm Temperatura = 17 ºC = 290 K Volumen = 50.0 ± 0.5 mL = 0.0500 ± 0.0005 L Numero de moles =
o
= 0.00151 mol CO
2
Incertidumbre:
= 0.083 % = 1 % % Ir volumen = % Ir moles = () () = 1.0034 % % Ir presión =
El 1.0034 % de 0.00151 es = 0.00001 Numero de moles CO2 = 0.00151 ± 0.00001 mol 0.00151 ± 0.00001 mol CO2 = 0.00151 ± 0.00001 mol NaHCO3 Masa de NaHCO3 que reaccionó = 0.00151 mol NaHCO 3 NaHCO3 o
Incertidumbre: % Ir mol =
= 0.662 %
= 0.1260 g
% Ir masa =
() = 0.662 %
El 0.662 % de 0.1260 es = 0.0008 Masa de NaHCO3 que reaccionó = 0.1260 ± 0.0008 g Masa de 1/8 pastilla de Alka-Seltzer = 25.7322 g – 25.4026 g =0.3296 ± 0.0003 g Porcentaje de NaHCO 3 =
o
= 38.22 %
Incertidumbre:
= 0.635 % = 0.091 % % Ir pastilla = % Ir NaHCO3 =
% Ir porcentaje NaHCO 3 =
() () = 0.641 %
El 0.641 % de 38.22 es = 0.24 Porcentaje de NaHCO 3 = 38.22 ± 0.24 %
Tratamiento estadístico Grupo
% NaHCO3
(Xi-X')
(Xi-X')²
1
60,53
-1,35
1,8225
2
61,17
-0,71
0,5041
3
62,21
0,33
0,1089
4
76,76
14,88
221,4144
5
61,61
-0,27
0,0729
6
64,99
3,11
9,6721
7
61,65
-0,23
0,0529
8
61,35
-0,53
0,2809
9
61,65
-0,23
0,0529
10
59,84
-2,04
4,1616
11
60,65
-1,23
1,5129
12
61,87
-0,01
0,0001
13
59,12
-2,76
7,6176
14
60,97
-0,91
0,8281
15
55,65
-6,23
38,8129
16
58,36
-3,52
12,3904
17
63,55
1,67
2,7889
1051,93
-0,03
302,0941
Ʃ=
X' =
61,88
Tabla 3. Porcentaje de NaHCO 3 en pastillas de Alka-Seltzer por método de pérdida de masa.
S=
= 4.34
CV =
100 = 7.02 %
o
Descarte de Datos S* =
= 1.09 √
X' ± tS*
61.88 + 2.120(1.09) = 64.19
61.88 - 2.120(1.09) = 59.57
Intervalo = ≥ 59.57 - ≤ 64.19
Datos Descartados:
Grupo 15: 55.65
Grupo 16: 58.36
Grupo 13: 59.13
Grupo 6: 64.99
Grupo 4: 76.76
Valor Real = µ = 56.46 Error Absoluto = E = |61.88 - 56.46| = 5.42 Error Relativo = Er =
= 9.59 %
Grupo
% NaHCO3
(Xi-X')
(Xi-X')²
1
38,22
-3,79
14,3641
2
35,02
-6,99
48,8601
3
31,50
-10,51
110,4601
4
48,90
6,89
47,4721
5
33,00
-9,01
81,1801
6
62,80
20,79
432,2241
7
33,70
-8,31
69,0561
8
46,90
4,89
23,9121
9
44,75
2,74
7,5076
10
50,71
8,70
75,69
11
44,10
2,09
4,3681
12
51,70
9,69
93,8961
13
12,62
-29,39
863,7721
14
43,37
1,36
1,8496
15
59,70
17,69
312,9361
16
31,21
-10,80
116,64
17
45,89
3,88
15,0544
Ʃ=
714,09
-0,08
2319,2428
X' =
42,01
Tabla 4. Porcentaje de NaHCO 3 en pastillas de Alka-Seltzer por método de recolección de gases.
S=
= 12.04
CV = o
= 28.66 % Descarte de Datos S* =
= 3.01 √
X' ± tS*
42.01 + 2.120(3.01) = 48.39
42.01 - 2.120(3.01) = 35.63
Intervalo = ≥ 35.63 - ≤ 48.39
Datos Descartados:
Grupo 13: 12.62
Grupo 16: 31.21
Grupo 3: 31.50
Grupo 5: 33.00
Grupo 7: 33.70
Grupo 2: 35.02
Grupo 4: 48.90
Grupo 10: 50.71
Grupo 12: 51.70
Grupo 15: 59.70
Grupo 6: 62.80
Valor Real = µ = 56.46 Error Absoluto = E = |42.01 - 56.46| = 14.45 Error Relativo = Er =
= 25.59 %
ANÁLISIS DE RESULTADOS Tuvimos un buen desarrollo de la práctica, ya que se pudo encontrar los datos que se esperaban encontrar. En la segunda parte de la práctica se esperaba recolectar una menor cantidad de gas por la poca cantidad de la pastilla de Alka-Seltzer.
CONCLUSIÓN Pudimos realizar el experimento de una buena manera, ya que pudimos encontrar los datos necesarios y realizamos los cálculos pertinentes para averiguar otros datos. Cumplimos los objetivos propuestos para esta práctica, como poder realizar y conocer una de los montajes para la recolección de gases.
BIBLIOGRAFÍA 1. Wikipedia. http://es.wikipedia.org/wiki/Gas 2. Arcesio García R., Aquilino Aubad L., Rubén Zapata P. Hacia la Química 1. 3ª edición. Bogotá D.C. Editorial Temis S.A. 1985 pp. 227 - 228.
