Ley de Las Proporciones Definidas

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (Universidad Peruana “DECANA DE AMERICA”) FACULTAD DE QUIMICA, ING. QUIMICA QUIMICA e ING. AGROINDUSTRIAL

EAP:

QUIMICA

CURSO:

QUIMICA GENERAL AI

HORARIO:

MIERCOLES (1:00 – 5:00pm) 5:00pm)

PROFESORA:

QUIM. CLAUDIA, VILLANUEVA HUERTA

PRACTICA:

NUMERO 3°

TITULO:

LEY DE LAS PROPORCIONES DEFINIDAS

ALUMNOS: PUMA TICONA RHONY ULISES ONSIHUAY INGA ALEXANDER JUNIOR ARROYO VILELA KEVIN OSNER MORE QUICHE MICHAEL JONATHAN FECHA DE PRACTICA:

30/04/2014

FECHA DE ENTREGA:

07/05/2014

2014

LEY DE LAS PROPORCIONES DEFINIDAS – REACTIVO LIMITANTE

INTRODUCCIÓN La ley de las proporciones definidas fue enunciada por Proust afinales del siglo XVIII: establece quemuestras diferentes de un mismocompuesto siempre cont ienen losmismos elementos y en la mismaproporción y masa. Así, si se analizan muestras de dióxido de carbono gaseoso obtenidas de diferentes fuentes, en todas las muestras se encontrara las misma proporción demás de carbono y oxígeno. Entonces, si la proporción de las masas de los diferentes elementos de un compuesto es una cantidad fija, la proporción de los átomos de los elementos en dicho compuesto también debe ser constante, sin embargo esta ley no es aplicable en algunos compuestos. Dalton confirma otra importante ley, la ley de las proporciones múltiples. Según esta ley si dos elementos pueden combinarse para formar más de un compuesto, la masa de uno delos elementos que se combina con la masa fija del otro mantiene una relación de números enteros pequeños. La teoría de Dalton explica la ley de las proporciones múltiples de manera muy sencilla: diferentes compuestos formados por los mismos elementos difieren en el número de átomo de cada clase. Por ejemplo, el carbono forma dos compuestos estables con el oxígeno, llamados monóxido de carbono y dióxido de carbono. Las técnicas modernas de medición indican que un átomo de carbono se combina con un átomo de oxígeno en el monóxido de carbono, y con dos átomos de oxígeno en el dióxido de carbono. Este resultado concuerda con la ley de las proporciones múltiples.

LAB. QUIMICA GENERAL A1

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PRINCIPIOS DE TEÓRICOS LEY DE LAS PROPORCIONES DEFINIDAS Cuando se producen reacciones no siempre se consumen el total de los reactivos que en estas reacciones intervienen. “Los reactivos que intervienen en una reacción química lo hacen siempre en una proporción

determinada. “Cuando se combinan dos o más elementos para dar un determinado compuesto siempre lo hacen en una relación de masas constantes” Lo que está diciendo es que siempre va a a dar un

porcentaje igual cada uno de aquellos elementos, sin importar si solo se combinan 10g o 100 g, esta ley es utilizada al encontrarse reactivos de manera ilimitada en la naturaleza. Pongamos un metal a la intemperie (Cu) como cualquier metal se oxidara con la ayuda de nuestro amigo el oxígeno. Cu + O = Cu2O (100 %) 2 g + 0,5 g = 2.5 g (100%) Como vez Cu tiene una proporción del 80% y el O completa el 100% aportando el 20% restante. Con este conocimiento podemos saber cuándo hay otro compuesto aun si no poseemos todos los datos.


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REACTIVO LIMITANTE Lo ideal es que en una reacción química los reactivos estuviesen en la correcta proporción estequiométrica, es decir en aquella proporción que describe la ecuación química balanceada. Sin embargo, lo usual suele ser que se use un exceso de uno o más reactivos, para conseguir que reaccione la mayor cantidad posible del reactivo menos abundante. Reactivo limitante

Cuando una reacción se detiene porque se acaba uno de los reactivos, a ese reactivo se le llama reactivo limitante. Aquel reactivo que se ha consumido por completo en una reacción química se le conoce con el nombre de reactivo limitante pues determina o limita la cantidad de producto formado. Reactivo limitante es aquel que se encuentra en defecto basado en la ecuación química ajustada. Trabajar con moléculas es lo mismo que trabajar con moles ya que la relación estequiométrica es la misma (2:1) pero en moles. Ahora suponga que mezclamos 15 moles de H 2 con 5 moles de O 2. La estequiometría de la reacción es siempre tal que 1 mol de O 2 reaccionan con 2 moles de H 2, entonces el número de moles de O2 necesarios para reaccionar con todo el H 2 es 7,5, y el número de moles de H 2 necesarias para reaccionar con todo el O 2 es 10. Es decir, que después que todo el oxígeno se ha consumido, sobrarán 5 moles de hidrógeno. Por lo tanto el O 2 es el reactivo limitante.


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DETALLES CIENTÍFICOS (Parte A) Materiales:     

Mechero Tubo jet Tubo de prueba con tapón y manguera de salida Pinza para tubo de prueba Balanza eléctrica

Reactivos:   

Oxido cúprico Virutas de Mg HCl diluido

Para esta parte de la prueba en el laboratorio, realizamos lo siguiente: 1.- Lavamos y secamos el tubo jet (se seca en la estufa) 2.- Pesamos el tubo jet seco y enfriado NOTA: El peso obtenido fue de 7.22 gr.

3.- Por el extremo de mayor diámetro agregamos una pequeña cantidad de CuO Haciendo que se concentre en el codo del tubo 4.- Por otro lado, en un tubo de ensayo colocamos HCl y 0.18 gr. De Mg y lo unimos al tubo jet mediante la manguera de salida. Enseguida se observa la reacción del Ácido y el metal 5.-Al momento que hacemos el punto anterior encendemos el mechero y acabando el punto 4, llevamos el experimento al calentar y al extremo del tubo jet colocamos un fosforo encendido para notar la presencia de H2 6.-El punto 5 se realiza hasta que el CuO que es de color negro se vuelva a un color rojizo, inmediatamente retirar del fuego. 7.-Dejamos enfriar el tubo jet y lo pesamos nuevamente NOTA: el peso resultante es de 7.24gr.


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2 HCl + 1 Mg 73 g

24g

H2 (gas) + CuO

2g

79 g

H2 (gas) + MgCl2

2g

95g

Cu + H2O

63g 18g

*Cálculos de la parte A:      

Peso del tubo jet vacio …………………………………7.22 gr Peso del tubo jet + CuO ………………………………..7.23 gr Peso del Tubo Jet + Cu…………………………………..7.24 gr Peso del CuO…………………………………………………….0.1 gr Peso del Cu……………………………………………………….0.2 gr Peso Teórico del Cu………………………………………..63 gr


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DETALLES CIENTIFICOS (Parte B) Materiales:         

Vasos de precipitado de 150 y 400 ml (varios) Luna de reloj Pro pipeta Pipeta Embudo Papel filtro Porta embudo Soporte universal Balanza digital

Reactivos:  

Na3(PO4).12H2O BaCl2.2H2O

A) Precipitación

1) se pesó el papel filtro 2) se pesó 1g de Na 3PO4.12H2O y un 1g de BaCl 2.2H2O, vertimos cada uno en un vaso precipitado de 100ml y adicionamos 100ml de agua destilada para disolver. 3) Agregamos las dos soluciones a un vaso precipitado de 400ml, agitamos con la bagueta durante 1min y dejamos reposar por 10min hasta que precipite y sedimente. 4) Del vaso de 400ml decantamos 50 ml en un vaso de 100ml y lo guardamos para la parte “c”

5) Luego con la ayuda de un embudo y un papel filtro, filtramos el precipitado y retiramos el papel filtro con el precipitado, la solución que quedo de la filtración lo guardamos para “B”.

6) el papel filtro con el precipitado lo colocamos en una luna de reloj, lo llevamos a un estufa a 112°C hasta que esté totalmente seco. 7) Ya fría pasamos a pesarla.


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B) Determinación del reactivo limitante 



De la solución para “B” guardado en “A” se tomó 25ml y le adicionamos 4 gotas de BaCl2, lo que ocurrió fue que no se formó ningún precipitado. Guardamos para “C” De la misma manera a la anterior tomamos 25ml de lo guardado en “A” y le

adicionamos 4 gotas de Na 3PO4, lo que sucedió fue que se formó un precipitado demostrando que hay exceso de BaCl 2. C) Determinación del exceso de reactante

De nuestras soluciones anteriores las echamos en un vaso precipitado y obtendremos una solución de 50ml luego agregamos 5 gotas de Na 3PO4 y se observa la formación de precipitado que es el Ba3(PO4)2, y volvemos hacer todos los pasos hechos en “A” filtración y de enfriamiento y todo lo demás.

DATOS: 1) Masa de la mezcla de sal …………………… 1,28g 2) Masa del Ba 3(PO4)2 experimental ……………………0,78g 3) Moles del Ba 3(PO4)2 …………………………………..1g 4) Moles del BaCl 2.2H2O reaccionantes…………..4,09x10-3moles 5) Masa del BaCl 2 reaccionantes ………………………1g 6) Moles del Na 3(PO4).12H2O………………………….2,63x10-3moles 7) Masa del Na 3(PO4)…………………………………………..0,43g


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RECOMENDACIONES -Usar siempre el mandil o guardapolvo cuando estemos en el laboratorio. - Antes de realizar cualquier operación revisar los materiales. -Coger correctamente los materiales de trabajo. -No ingerir alimentos ni bebidas dentro del laboratorio. -Prestar atención a las indicaciones de la profesora. -Cualquier duda que tengas, consultar a la profesora. -Mantener el espacio utilizado el limpio y ordenado. -No trabajar en forma apresurada . -Al finalizar una tarea, recoger todos los materiales utilizados y dejar la mesa de laboratorio limpia y ordenada.


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CONCLUSIONES * Cuando dos o más elementos se combinan para forma u compuesto independientemente del tipo de tipo de proceso por el cual originan dicho elemento, sus proporciones serán definidas, en una relación de peso constante. * Un compuesto puro siempre contiene los mismos elementos en una relación de proporcionalidad definida.


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CUESTIONARIO (Parte A) 1.- ¿De qué modo se demuestra la ley de proporciones definidas a partir de lo realizado en la práctica? 

Con esta práctica vemos la parte de las proporciones definidas debido a que la cantidad de reactante se asemeja a la cantidad de producto que se nos proporciona, no podemos decir que es igual debido a que en las experiencias realizadas siempre se da un margen de error ya que algunos residuos que quedan en los tubos y todo va disminuyendo la cantidad de producto resultante. Por eso se da un rendimiento de la experiencia.

2.-En la reacción que ocurre en el tubo jet, ¿cuál sería el reactivo limitante? H2 (gas) + CuO

2g 

Cu + H2O

79 g

63g 18g

El reactivo limitante es el H 2 (gas) ya que de acuerdo a la cantidad de H que se nos proporcione actuará com el CuO y se convertirá en Cu + H2O .

3.-Si al tubo jet se le colocan 250 mg de CuO, ¿Cuánto de Mg se debe colocar en el ácido con el fin de hacer reaccionar todo el CuO considerando que hay suficiente cantidad de ácido?

H2 (gas) + CuO

2g X

Cu + H2O

79 g

63g 18g

250 x 103 g X = 6.33 x 10 3 g

2 HCl + 1 Mg 73 g

24g

H2 (gas) + MgCl2

2g

95g


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LEY DE LAS PROPORCIONES DEFINIDAS – REACTIVO LIMITANTE Y 

6.33 x 10 3 g

Y = 75.96 mg de Mg se necesitaran para que reaccione todo el CuO

4.-Se podrá utilizar H2SO4 2N en lugar de HCl 2M 

Si porque al igual que el HCl ésta fórmula liberaría Hidrogeno gaseoso que haría que el CuO pase a Cu. H2SO4 + Mg

H2(gas) + MgSO4

5.- ¿Por qué se deja de calentar cuando el contenido del tubo toma un color rojo ladrillo?

Se deja de calentar porque el CuO al combinarse con el H + forma Cu + H2O (que es eliminado como vapor), y cuando toma el color rojizo se refiere a la existencia del Cu metálico que es lo que necesitamos.

6.-Si se colocan 105 mg de CuO en el tubo jet y se procede a calentar Y hacer circular H2 Obteniéndose al final 0.06 g de Cu, ¿cuál es el rendimiento de la reacción? H2 (gas) + CuO

2g

79 g 105 x 10 3 g



Cu + H2O

63g 18g X

Se debería obtener : X = 83.73 x 103 g de Cu



Pero según el problema sale o.o6 g, entonces el rendimiento de dicha experimentación fue: %R = (0.06/ 83.73 x 10 3) x 100 = 0.7 %


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CUESTIONARIO (Parte B) 1) Concretamente en la reacción del cloruro de bario y fosfato de sodio utilizados en esta práctica, cuáles serían las causas que hacen que el rendimiento sea menor a 100%.

Se debe a que en formar la reacción la muestra a veces se queda en el recipiente usado o hay contaminación de las soluciones y es por eso que nunca sale al 100% una reacción. 2) Es sabido que la reacción del cloruro de bario con el fosfato de sodio tiene un rendimiento de 76% bajo ciertas condiciones. ¿Cuántos gramos de cloruro de bario se necesitan para producir 86g de precipitado de fosfato de bario si el fosfato de sodio es el reactivo en exceso? 3BaCl2 + 2Na3PO4

→

Ba3(PO4)2

624g

+ 6NaCl

464g

X

86g

624.86

X=

464

=115,65.76%=87,9g

3) El plomo (II) en solución acuosa puede reaccionar con el ion yoduro dando como resultado de un precipitado de color amarillo. Cuando se hace reaccionar 1ml de solución de nitrato de plomo (II) con 1ml de solución de yoduro de potasio de obtiene un precipitado que luego es filtrado. a) Escriba la reacción que ocurre

Pb(NO3)2(ac) + 2KI(ac)

→

PbI2(s) + 2KNO3

b) Al filtrado (la solución que pasa por el papel filtro) se le agrega 1ml de solución de yoduro de potasio y se observa que aún se forma yoduro de plomo (II). ¿Cuál es el reactivo limitante?


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Ya que ocurre eso el reactivo limitante sería el yoduro de potasio.

4) Si reaccionan 2g de BaCl2 con 4g de Na3PO4 a) Cuál es el reactivo limitante

-Es el BaCl2 b) Cuántos moles de fosfato de sodio reaccionan

-Reaccionan 2 moles c) Si se obtienen 2,2g de fosfato de bario ¿Cuál es el rendimiento de la reacción?

- Sería de 148%


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BIBLIOGRAFÍA 

Libro Raymond Chang. 11° ed.



http://quimicalibre.com/ley-de-proust-o-de-las-proporciones-definidas/



Brown, T.L. Lemay. H.E. & Bursten, B.E. 1999.



http://html.rincondelvago.com/ley-de-proust-o-de-las-proporciones-definidas.html


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Ley de Las Proporciones Definidas

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