cuestionario 9b

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Práctica N°8: determinación de la masa equivalente DETERMINACION DE LA MASA EQUIVALENTE Objetivos de la práctica: -Determinar la masa equivalente del Mg. -Encontrar el % de error relativo de la masa equivalente del Mg. -Interpretar la reacción química que ocurren. Materiales a utilizarse: Balón Termómetro Pinza Probeta Tapones botella y mangueras 2

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Práctica N°8: determinación de la masa equivalente

DETERMINACION DE LA MASA EQUIVALENTE

Objetivos de la práctica:-Determinar la masa equivalente del Mg.-Encontrar el % de error relativo de la masa equivalente del Mg.-Interpretar la reacción química que ocurren.

Materiales a utilizarse:

Balón Termómetro Pinza

Probeta Tapones botella y

mangueras

Tubo de ensayo Espátula Balanza electrónica

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Práctica N°8: determinación de la masa equivalente

MASA EQUIVALENTE

Es la masa molar de una determinada sustancia dividida entre el número de electrones transferidos.

Meqg= (masa molar) / (numero de electrones transferidos/mol)

La masa equivalente gramo de un elemento o compuesto, es la masa de un equivalente gramo de él, expresada en gramos.

Debido a que hay elementos que con el oxígeno forman más de un compuesto, estos elementos presentan más de una masa equivalente gramo. Por ejemplo:Masa equivalente gramo del nitrógeno en el N2O = 14 g / equivalente gramoMasa equivalente gramo del nitrógeno en el NO = 7 g / equivalente gramoHay casos como, para determinar la masa equivalente de una base se mide el Nº de mol de iones hidróxidos producidos que es equivalente al Nº de equivalente gramos.Ejemplo: Determinar la masa equivalente gramos del hidróxido de potasio.KOH K+ + OH-

En este caso un mol de hidróxido de potasio produce una mol de de iones hidroxilo que equivale a un equivalente gramo, entonces la masa equivalente gramo del hidróxido de potasio es:

MeqgKOH= (56g/mol)/(1eqg/mol)MeqgKOH= 56g/eqg

Para determinar la masa equivalente gramo de un reactante en una reacción química redox se calcula de la siguiente manera:

Meqg = (masa molar del reactante) / (Nº de eqg/mol)

En una reacción química se cumple que el Nª de equivalente gramo del reactante “I” se combina exactamente con el mismo Nº de equivalente gramo del reactante “II”.En la siguiente experiencia se hará reaccionar una muestra conocida de un metal divalente con una suficiente cantidad de acido, y como producto de la reacción se desprenderá hidrogeno gaseoso a condiciones ambientales cuyo volumen será igual al volumen del agua que se desplace.

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En este caso la masa equivalente de un metal divalente es la masa de este metal capaz de generar 1,008 gramos de hidrogeno o 11,027L de hidrogeno medidos a condiciones normales (273kelvin de temperatura y una atm de presión), al reaccionar con suficiente cantidad de acido.Entonces se tiene la siguiente ecuación:

Mg(s) + 2HCl(ac) MgCl(ac) + H2(g)

Y se observa que : Mg(s) Mg2+ + 2e-

Donde el Mg metalico pasa a Mg2+ ,por lo que el Mg es un metal divalente.Entonces la masa equivalente gramos del Mg es:Meqg Mg= (masa molar del Mg)/(2 eqg Mg/mol)Meqg Mg= (24g/mol)/(2eqg/mol)Meqg Mg=12g/eqg

En la experiencia es importante hacer una corrección porque el gas hidrogeno que se produce es un gas húmedo, por lo tanto, el volumen medido es una mezcla de hidrogeno y vapor de agua que tiene una presión de vapor a la temperatura que se mide. Entonces la presión parcial del gas hidrogeno seco según Dalton será:

PH2= Presión atmosférica – presión de vapor de agua

Y en el experimento se mide la temperatura del agua desplazada y usando la tabla adjunta hallamos la presión de vapor de agua y luego se halla la presión del gas seco, aplicando la ley de Dalton.

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TABLA DE PRESION DE VAPOR DE AGUA A VARIAS TEMPERATURAS

ªC mm Hg ªC mm Hg

12 10.5 22 19.8

13 11.2 23 21.1

14 12.0 24 22.4

15 12.8 25 23.8

16 13.6 26 25.2

17 14.5 27 26.7

18 15.5 28 28.4

19 16.5 29 30.0

20 17.5 30 31.8

21 18.7 31 37.7

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PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

-Se instala el equipo de acuerdo a las indicaciones del profesor.

-Medimos la cantidad de virutas de magnesio entregadas por el profesor y deberá ser menor a 0,4gramos.

-Colocamos en un tubo de prueba aproximadamente 20 ml de HCl 2,5M.Llenamos el balón con agua y colocamos el tapón de jebe bihoradado conectado a un frasco donde se recoja el agua destilada.

-Llenamos la conexión con agua soplando por el otro extremo entre el frasco y el recipiente. Cerramos con una pinza el extremo de la manguera que va al frasco, no debe quedar burbujas de aire.

-Agregamos al tubo de prueba la muestra pesada y tapar inmediatamente colocando el tapón. Debe estar herméticamente cerrado.

-Soltamos la conexión final para que se desplace el agua.

a).Mg + HCl

El acido clorhídrico al entrar en contacto con las virutas de magnesio forma una reacción precipitada, que produce un desplazamiento de agua desaloja

b).

El Balón es afectado por la presión del gas producido por la reacción del magnesio y el acido, permitiendo desalojar agua hacia la botella.

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c).Al fin de la reacción, medimos el volumen de

agua desalojada. Luego medimos la temperatura del agua del balón para así determinar su presión de vapor.

CONCLUSION:

La reacción que ocurre en el experimento es de oxido-reducción y de desplazamiento simple.

CALCULOS

Peso de las virutas de Mg = 0,51(tubo + virutas) – 0,23(tubo solo) = 0,28 gramos.

Temperatura del agua en el balón T1 = 20ªC=293K

Presión barométrica = 756mmHg

Presión de gas seco (3) – (2) = 756mmHg – 17,5mmHg=738,5mmHg = P1

Volumen de H2 que viene a ser el volumen del agua desalojada = 259ml=V1

Presión a C.N = 760mmHg=Pö

Temperatura a C.N = 273K =Tö

Volumen de H2 a C.N =P1xV1/T1 = PöxVö/Tö

Vö = (P1/P0) (T0/T1)V1

Vö = (738,5mm Hg/760mm Hg) (273K/293K) x259mL = 234mL

CALCULO DE LA MASA EQUIVALENTE

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Sabemos que la masa equivalente de un metal es la masa de este; capaz de generar 1,008 de hidrogeno a 11,0207 L de H2 a C.N, con suficiente cantidad de acido. Tenemos la ecuación:

Mg(s) + 2HCl(ac) MgCl(ac) + H2(g)

0,28gramos 0,234L “X” gramos 11,2L

Entonces obtenemos el valor de “x” que será igual a 13,40 gramos.

% DE ERROR RELATIVO

El valor teórico del Mg = 12,15 gramos

(Valor experimental – valor teórico)%error = ------------------------------------------------- X 100%

Valor teórico

(13,40g – 12,15)%error = ------------------------ X 100%

12,15

%error = 10,28%

APENDICE:

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Nº eqg (sustancia) = Wsto/Peq

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1.-Explicar y determinar la meqg y el Nº de eqg de 10 gramos de:Sabemos que masa equivalente = masa molar/Nº de electrones transferidos

a) Meqg HCl = (36,5g/mol)/(1eqg/mol) =36,5 g/eqg

b) Meqg NaOH = (40,0g/mol)/ (1eqg/mol) = 40g/eqg

c) Meqg CaCl2 = (110g/mol)/(2eqg/mol) =55g/eqg

d) Meqg H2SO4 =

H2SO4 HSO4- + H+

Meqg H2SO4 = (98g/mol)/ (1eqg/mol) = 98g/eqg

H2SO4 SO4= + 2H+

Meqg H2SO4 = (98g/mol)/ (2eqg/mol) = 49g/eqg

e) H2O a H2:

Meqg H2O = (18g/mol)/ (2eqg/mol) = 9g/eqgf) H2O a O2:

Meqg H2O = (18g/mol)/ (2eqg/mol) = 9g/eqg

El numero de eqg de los compuestos cuando m=10 gramos

a) Meqg HCl = (10,5g/mol)/(1eqg/mol) =0,27 g/eqg

b) Meqg NaOH = (10,0g/mol)/ (1eqg/mol) = 0,25g/eqg

c) Meqg CaCl2 = (10g/mol)/(2eqg/mol) =0,09g/eqg

d) Meqg H2SO4 =

H2SO4 HSO4- + H+

Meqg H2SO4 = (10g/mol)/ (1eqg/mol) = 0,1g/eqg H2SO4 SO4= + 2H+

Meqg H2SO4 = (10g/mol)/ (2eqg/mol) = 0,2g/eqg

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e) H2O a H2:

Meqg H2O = (10g/mol)/ (2eqg/mol) = 0,55g/eqg

f) H2O a O2:

Meqg H2O = (10g/mol)/ (2eqg/mol) = 0,55g/eqg

2.-Explicar porque en la experiencia el volumen del hidrogeno seco es lo mismo que el volumen del gas hidrogeno húmedo e igual que el volumen del agua desplazada.

Cuando nosotros reaccionamos el acido clorhídrico con el magnesio hace que desprenda hidrogeno el cual desplaza al agua, esto se debe por el principio de Arquímedes.

3.-Demostrar porque la presión medida del gas hidrogeno húmedo es mayor que la presión del gas hidrogeno seco.

Porque aparte de tener la presión del gas seco además tiene vapor de agua que tiene una presión de vapor de las mas altas por sustancia de tal manera que recordemos que la ley de Dalton de las presiones parciales dicen que la presión total es la suma de presión de cada componente, es decir, Ptotal= P H2seco + Pvapor como vemos aunque sea mínima la presión de H2O contribuye a incrementar la presión total.

4.-En un experimento se gasto 0,830 gramos de un metal divalente y desprendió 432ml de H2 ¿Calcular la masa equivalente del metal?

M2+ H2

0,830g 432 x 10-3L “x” 11,2 L Por tanto “x” resulta =21,51 gramos

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

KNO3 ---------------- NH4+

9 H+ + NO3- + 8 e- --------------- NH4

+ + 3 H2O

Meqg=masa molar / numero de electrones transferidos/mol

Meqg KNO3 = 56g/mol / 8eqg/mol

Meqg KNO3 = 7g/eqg

6.-Si 4,00g de O2 seco ocupa 2,8 L a CNPT. ¿Que volumen ocupara si esta húmedo a 30ªC y a la presión de 705mmHg? Suponer que el V es gas que tiene comportamiento ideal.

1 mol de O2 -------------------------22,4L“x” mol -------------------------2,8L

Entonces obtenemos el valor de “x” = 0,125mol

P vapor + P gas = 705mmHg

31,8 + P gas seco = 705mmHg

Por tanto P gas seco = 673,2 mm Hg

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Bibliografía:

-Rosenberg, Jerome L. , Química general

-Postigo, Luis , Química general y aplicada

-Vazquez Urday, Carlos, Química

Páginas Web :

-http://www.ocwupr.org:8080/ocw/quimica/quimica-general/lecciones/7-estequiometria-de-solucion

-http://www.ocwupr.org:8080/ocw/quimica/quimica-general/lecciones/7-estequiometria-de-solucion

-http://kimperfect2.blogspot.com/2009/07/indicadores-acido-base.html

-http://www.mitecnologico.com/iq/Main/EstandarizacionDeSoluciones

-http://quimica.utn.edu.mx/contenido/temas/tema%209/tema9.htm

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