practica 3 - lab. de quimica
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UNIVERSIDAD DE ORIENTE
NÚCLEO ANZOÁTEGUI
UNIDAD DE ESTUDIOS BÁSICOS
LABORATORIO DE QUÍMICA I
PRÁCTICA #2
Profesora: Bachilleres:
Justa Rodríguez Victoria Aguache
C.I.: 24.231.576
Emira Cuba
C.I.: 21.174.991
Barcelona, 23 de Junio de 2011
Tabla de Contenido
Pág.
Introducción…………………………………………………………………………….. 03
Objetivos………………………………………………………………………………… 04
Fundamentos teóricos…………………………………………………………………. 05
Procedimiento Experimental:
Determinación del peso equivalente
Del magnesio por desplazamiento de agua…………………………………........ 08
Materiales y Equipos…………………………………………………………………… 09
Tabla de datos…………………………………………………………………………... 10
Tabla de Resultados……………………………………………………………………. 11
Discusión de resultados……………………………………………………………….. 12
Conclusiones……………………………………………………………………………. 13
Bibliografía……………………………………………………………………………….. 14
Anexos:
Muestra de Cálculo……………………………………………………………… 15
Figuras…………………………………………………………………………..... 16
Glosario…………………………………………………………………………… 18
Cuestionario……………………………………………………………………… 19
2
Introducción
Los gases son un estado de la materia en el cual las partículas moleculares
que los componen casi no se atraen entre si, por lo que no poseen volumen ni
cuerpo definido. Los gases poseen diferentes propiedades y para calcular estas
propiedades se conocen una serien de leyes que permiten el fácil acceso a
conocimiento estas, también dependiendo de su composición un gas puede ser
ideal o real; para un gas ideal se conoce la ley de los gases ideales que s una
relación entre la presión, masa, volumen y temperatura que permiten calcular los
mismo en diferentes reacciones.
En esta práctica se seguirá una serie de pasos previamente estudiados
para ejecutar a cabalidad la siguiente actividad, la cual consiste en determinar el
peso equivalente de un elemento a utiliza, en este caso el magnesio, así como
también se harán una serie de cálculos estequiométricos correspondientes a los
resultados obtenidos del experimento a realizar.
Esta actividad esta basada en que dentro de un cilindro se añadirá una
sustancia ácida y agua hasta rebosar, luego allí mismo se introduce una cinta de
magnesio, al hacer esto el cilindro es invertido y colocado en una cacerola con
agua, sin que del cilindro salga alguna gota de la sustancia que contiene, al llegar
a este punto se esperara que el magnesio se disuelva y por consecuencia se
alterar u ocurrirá una serie de cambios, los cuales serán calculados aplicando los
diferentes conocimientos estudiados.
3
La finalidad de la realización de esta práctica es adquirir nuevos
conocimientos acerca de lo que es la química, para así saber como aplicar
efectiva y correctamente los mismos a futuro en nuestra carrera.
Objetivos
Determinar el peso equivalente del magnesio
Aplicar las Leyes de los Gases
Calcular la relación estequiométrica en una reacción química
4
Fundamentos Teóricos
Los gases se conocen como el estado de agregación o estado de la materia
en el que las sustancias no tienen un volumen ni forma definido, por lo que
adoptan las del recipiente que los contiene (figura 1). Un gas esta formado por
partículas llamadas moléculas, las cuales casi no son atraídas unas por otras por
lo que se mueven en un espacio a alta velocidad surgiendo así las propiedades de
los gases.
Las moléculas de un gas se encuentran prácticamente libres, de modo que
son capaces de distribuirse por todo el espacio en el cual son contenidos. Las
fuerzas gravitatorias y de atracción entre las moléculas son despreciables, en
comparación con la velocidad a que se mueven las moléculas. Los gases ocupan
completamente el volumen del recipiente que los contiene. Los gases no tienen
forma definida, adoptando la de los recipientes que las contiene. Pueden
comprimirse fácilmente, debido a que existen enormes espacios vacíos entre unas
moléculas y otras.
Existen gases ideales y los gases reales, según su composición y
comportamiento un gas ideal, es un gas hipotético formado por partículas
puntuales, sin atracción ni repulsión entre ellas y cuyos choques son
perfectamente elásticos (conservación de momento y energía cinética). Los gases
reales que más se aproximan al comportamiento del gas ideal son los gases
monoatómicos en condiciones de baja presión y alta temperatura.
5
Para el estudio de los gases ideales de formuló una ley llama “ley de los
gases ideales”, la cual es denota por una ecuación de estado de los gases que
refleja la relación entre la temperatura, la presión y el volumen: P•V= n•R•T,
donde: P= Presión absoluta; V= Volumen; n= Moles de Gas; R= Constante
universal de los gases ideales; T= Temperatura. De esta ecuación de estado se
puede decir que derivan formas alternativas (otras ecuaciones), para realizar
diferentes cálculos.
El comportamiento de un gas en relación con la presión, el volumen y la
temperatura despertó la curiosidad de los científicos por lo que estos empezaron
con el estudio del mismo; estableciendo luego de muchos estudios las
propiedades de los gases, que pueden ser encontradas como leyes particulares
que llevan el nombre del científico que lo estudió; los cuales se nombrara a
continuación.
Ley de Boyle afirma que, la presión de un gas a temperatura y cantidad de
gas constante, es inversamente proporcional a su volumen (figura 2).
La ley de Charles establece que el volumen de un gas es directamente
proporcional a su temperatura absoluta, asumiendo que la presión de mantiene
constante. Esto quiere decir que en un recipiente flexible que se mantiene a
presión constante, el aumento de temperatura conlleva un aumento del volumen
(figura 3).
La ley de Gay-Lussac, establece, que, a volumen constante, la presión de
una masa fija de un gas dado es directamente proporcional a la temperatura kelvin
(figura 4).
6
La ley de Avogadro, asegura que en un proceso a presión y temperatura
constante, el volumen de cualquier gas es proporcional al número de moles
presente (figura 5).
La ley de Dalton establece que en una mezcla de gases cada gas ejerce su
presión como si los restantes gases no estuvieran presentes. La presión
específica de un determinado gas en una mezcla se llama presión parcial, p. La
presión total de la mezcla se calcula simplemente sumando las presiones
parciales de todos los gases que la componen.
Para el uso de las diferentes leyes ya nombradas está la estequiométrica
que es la ciencia que mide las proporciones cuantitativas o relaciones de masa o
volúmenes de los elementos químicos que están implicados en una ecuación
química, mediante sus fórmulas, sus ecuaciones químicas y las leyes pondérales,
gravimétrica y volumétricas, de la química.
Por ultimo se puede mencionar que una ecuación química es la
representación escrita de una reacción química. Se dice que está ajustada o
equilibrada cuando respeta la ley de conservación de la materia, según la cual la
suma de los átomos de cada elemento debe ser igual en los reactivos y en los
productos de la reacción. Para respetar estas reglas, se pone delante de cada
especie química un número denominado coeficiente estequiométrico, que indica la
proporción de cada especie involucrada.
7
Procedimiento Experimental
Determinación de peso equivalente del magnesio por desplazamiento de
agua.
Cinta de magnesio
Cacerola
CilindroAgua - HCL
Cinta de magnesio Cilindro
Cilindro invertido Cacerola NO Consumo de MG
Resultados SI
8
INICIO
Recibir
Llenar
Llenar
Colocar
Filtrar
Introducir
Esperar
¿Se consumi
ó el MG? Observar
Datos
Materiales y Equipos
9
FIN
Anotar
Tablas de Datos
Peso de la cinta
Volumen de hidrógeno formado
Altura de la columna de agua
Temperatura del agua
Presión de vapor de agua
Presión Barométrica
Peso equivalente magnesio (teórico)
10
Tabla de Resultados
Métodos de Cálculo
N° de mol de H2 desprendidos Volumen de H2 desalojado
Peso equivalente % desviación Peso equivalente % desviación
11
Discusión de Resultados
12
Conclusiones
13
Bibliografía
1.- ESTEQUIOMETRIA [documento en línea]
Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Estequiometr%C3%ADa
Pág. Actualizada: 14 junio 2011, a las 19:37
2. LEYES DE LOS GASES [documento en línea]
Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_los_gases_ideales
Pág. Actualizada: 16 junio 2011, a las 23:20.
3. EQUIVALENTE [documento en línea]
Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Equivalente
Pág. Actualizada: 11 junio 2011, a las 16:47
4. GAS [documento en línea]
Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Gas
Pág. Actualizada: 18 junio 2011, a las 01:32
5. MC GRAW HILL., Química. Editorial Chang, Raymond (2002)
14
Anexos
Muestra de Cálculos
15
Figura 1. Estados de la Materia
Figura 2. Ley de Boyle
Figura 3. Ley de Charles
16
Figura 4. Ley de Gay Lussac
Figura 5. Ley de Avogadro
17
Glosario:
Ecuación química: representación escrita de una reacción química.
Estado de agregación: es un cambio físico que experimenta la materia,
modificándole sus condiciones de presión o temperatura.
Estequiométrica: ciencia que mide las proporciones cuantitativas o relaciones de
masa de los elementos químicos que están implicados en una ecuación química.
Gas: estado de la materia en el que las sustancias no tienen un volumen ni forma
definido.
Moles: es la cantidad de una sustancia que contiene tantas entidades elementales
del tipo considerado
Presión absoluta: Es la presión de un fluido medido con referencia al vacío
perfecto o cero absolutos.
Temperatura: es una propiedad física que se refiere a las nociones comunes de
calor o ausencia de calor.
Volumen: es el espacio que ocupa la materia de un cuerpo.
18
Cuestionario:
1. Defina:
o Peso Equivalente: Peso equivalente, también conocido como equivalente
gramo, es un término que ha sido utilizado en varios contextos en química.
En la mayor parte de los usos, es la masa de un equivalente, que es la
masa de una sustancia dada que: se deposita o se libera cuando circula 1
mol de electrones, sustituye o reacciona con un mol de iones hidrógeno (H+)
en una reacción ácido-base; o Sustituye o reacciona con un mol de
electrones en una reacción redox.
o Reactivo límite: es el reactivo que en una reacción química determina, o
limita, la cantidad de producto formado, también se puede denominar como
reactivo que se consume en primer lugar, ya que éste determina la cantidad
de producto formado.
o Presión de vapor de agua: es la presión de la fase gaseosa o vapor de un
sólido o un líquido sobre la fase líquida, para una temperatura determinada,
en la que la fase líquida y el vapor se encuentra en equilibrio dinámico; su
valor es independiente de las cantidades de líquido y vapor presentes
mientras existan ambas.
2. ¿Cuál es el peso equivalente de las siguientes sustancias?
a).- FeSo4: 151,92 g/mol / 2 mol/eq = 75,96 g/eq
b).- Ca(OH)2: 74,08 g/mol / 2 mol/eq = 37,04 g/eq
c).- Cu2S:159,146 g/mol / 2 mol/eq = 79, 573 g/eq
d).- Zn(PO4)2: 481,071 g/mol / 6 mol/eq = 80,1785 g/eq
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3. 12,5 gramos de un metal producen 17,5 gramos de su cloruro. Calcule su peso
equivalente.
4. ¿Cuál será el peso equivalente de un metal sabiendo que 3,121 g. de ese metal
se combinan con oxígeno para dar 4,561 de oxido?
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5. ¿Cuál es el peso equivalente teórico del Mg?
El peso equivalente teórico es su masa atómica entre su valencia, por lo
tanto es igual a 12,1525.
6. ¿Qué relación hay entre el punto de ebullición y la presión de vapor de un
líquido?
La relación existente para el punto de ebullición y la presión de vapor de un
líquido se puede denotar como el valor de la temperatura para la cual la presión
de vapor saturado de un líquido cualquiera, alcanza la presión a que está
sometido.
El efecto de evaporación; donde para cada valor de temperatura, se
establece un equilibrio entre las moléculas que abandonan el líquido desde su
superficie como gases y las que regresan a él para dar un valor presión, se
cumple de igual modo aunque la naturaleza del gas que está estableciendo la
presión sea otro diferente a los vapores del propio líquido.
7. ¿Cuál es el factor de convenio entre atmósferas y dinas/cm2?
1 atmósfera = 1.013 x 106 dinas/cm2
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