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Estequiometría. Concepto de reactivo

limitante

30 de marzo de 2016 Práctica No. 10

Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de

Monterrey

Campus Hidalgo

Equipo 4:

Armando Espinosa Chávez – A01271805

Gabriel Ramírez Islas – A01273812

Ximena Contreras Ramos – A01272899

Profra. I.Q. María Guadalupe Hidalgo

María Guadalupe H…, 1/4/2016 9:47 P.M.Comentario [1]: 97/100

María Guadalupe H…, 1/4/2016 9:46 P.M.Comentario [2]: Portada 2 Ortografía 4

Estequiometría. Concepto de reactivo limitante

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P R Á C T I C A N O . 1 0

Resumen

En la práctica no. 10 se realizaron ejercicios de estequiometría. Se elaboró una reacción de precipitación. Esta reacción fue entre la sal de mohr y el ácido oxálico. Con base en 6 experimentos distintos de esta reacción, se obtuvieron distintos resultados de masa y cantidad de moles. Con ayuda de estos resultados se pudo crear una gráfica que muestra el distinto comportamiento de los reactivos y productos. Gracias a esta práctica y a los resultados obtenidos, se pudo comprender el concepto de reactivo limitante y reactivo en exceso.

Introducción

Como se ha visto en el curso, las cosas que se encuentran alrededor están formadas por elementos y sus interacciones. Estas interacciones pueden ser reacciones químicas. Una reacción química es el proceso mediante el cual una sustancia desaparece para formar un producto de nuevas sustancias. En otras palabras una reacción química es la transformación de materia partiendo de sustancias llamadas reactivos para obtener otros tipos de materia denominados productos (s.a., 2013). En las reacciones químicas interviene la estequiometría. La estequiometría puede definirse como el procedimiento por medio del cual se determinan cantidades de reactivos y productos que intervienen en una reacción química (UNAM, 2015). Gracias a la estequiometría se puede conocer demasiada información en una reacción química.

En la práctica no. 10 se va a intentar comprender, mediante ejercicios, lo que es reactivo limitante. Por esto, se da una definición de reactivo limitante: aquel reactivo que se ha consumido por completo en una reacción química, pues determina o limita la cantidad de producto formado. Cuando una reacción se detiene porque se acaba uno de los reactivos, a ese reactivo se le llama reactivo limitante. Con base en estos múltiples conceptos se pretendió realizar la práctica no. 10 (esi.uva.es).

Materiales

Materiales Reactivos

6 vasos de precipitados de 25 mL 50 mL de solución Fe (NH4)2(SO4)2. 6 H2O 0.1 M

6 embudos de filtración 50 mL de H2C2O4. 2 H2O 0.1 M

1 agitador de vidrio 10 mL acetona

2 soportes universales

6 aros de hierro para embudos de filtración

1 parrilla de calentamiento con agitación

1 piseta con agua destilada

2 pipetas de 5 mL

2 perillas

6 vidrios de reloj

Lentes de seguridad

María Guadalupe H…, 1/4/2016 9:40 P.M.Comentario [3]: 4

María Guadalupe H…, 1/4/2016 9:42 P.M.Comentario [4]: Cuidar la redacción 13



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Métodos

Antes de iniciar con el experimento, se prepararon las soluciones de sal de Mohr y ácido oxálico a concentración 0.1 M y 50 mL. Con las soluciones ya preparadas, el primer paso de la práctica fue numerar los vasos de precipitado con base en la siguiente tabla:

Reactivos/Experimento 1 2 3 4 5 6

Fe (NH4)2(SO4)2. 6 H2O 0.1 M 2 3 5 7 9 10

H2C2O4. 2 H2O 0.1M 10 9 7 5 3 2

Posteriormente, se prepararon las soluciones como muestra la tabla anterior. Después, se Introdujo un micro agitador en cada uno de los 6 vasos y calentaron durante dos minutos en una parrilla. Enseguida, se dejó enfriar a temperatura ambiente. Como siguiente paso, se marcaron y pesaron los 6 papeles filtro. A continuación, se filtraron cada uno de los precipitados. Se enjuagó cada vaso de precipitado para transferir todo el precipitado al papel filtro. Entonces, se desecharon los residuos y se lavaron los vasos de precipitado. Por último, con ayuda se dejaron secar los papeles filtro con ayuda de un desecador. Finalmente, se anotaron los pesos de cada experimento. Resultados

Experimento Moles de Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O(ac)

Moles de H2C2O4.H2O(ac)

mg de FeC2O4. 2 H2O

Teórico Experimental

1 2*10-4 1*10-1 0.1 0.1096

2 3*10-4 9*10-4 0.15 0.1728

3 5*10-4 7 *10-4 0.25 0.2990

4 7*10-4 5*10-4 0.3 0.3215

5 9*10-4 3*10-4 0.25 0.2870

6 1*10-1 2*10-4 0.15 0.1890

Reactivo limitante Reactivo en exceso

Experimento Masa de cada reactivo

Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O(ac) H2C2O4.H2O(ac)

1 0.0783 0.126

2 0.117 0.1134

3 0.1959 0.0882

4 0.27426 0.0630

5 0.35262 0.0378

6 0.3918 0.0252

Reactivo limitante Reactivo en exceso



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La tabla anterior muestra la relación entre las masas de los reactivos. Se puede apreciar en qué experimento la sal de mohr (color azul) es reactivo en exceso y el ácido oxálico es reactivo limitante.

La tabla anterior muestra el comportamiento entre los moles de cada reactivo y la masa resultante. Para los moles se usaron valores aproximados debido a la escala. Se puede apreciar que los moles de la sal de mohr van en sentido ascendente y los del ácido oxálico en sentido descendente. Además, se puede ver que en los experimentos tres y cuatro la masa resultante es mayor que en otros experimentos ya que la reacción alcanza su acerca a su equilibrio.

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

Experimento 1 Experimento 2 Experimento 3 Experimento 4 Experimento 5 Experimento 6

Relación entre los moles de los reactivos y la masa resultante

Moles de Sal de Mohr Moles de Ácido Oxálico Masa resultante

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

Experimento 1 Experimento 2 Experimento 3 Experimento 4 Experimento 5 Experimento 6

Relación entre la masa de los reactivos

Sal de Mohr Ácido Oxálico


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Cuestionario 1. ¿En qué experimento el ácido oxálico es el reactivo limitante? El ácido oxálico es reactivo limitante

en los experimentos 4, 5, 6. 2. ¿Con que volumen de reactivos se obtiene la máxima cantidad de precipitado? Con los volúmenes

del experimento 3 y 4 ¿Por qué? A esos volúmenes la reacción se encuentra mejor balanceada. 3. ¿Cómo se define la condición de equivalencia? cada vez que las relaciones del número de moles que

se ponen de reactivos son iguales o “equivalentes” a los coeficientes estequiométricos de dicha reacción 4. ¿En qué punto de la gráfica se obtendrá la mayor cantidad de precipitado? En los volúmenes 3 y 4. 5. ¿Cómo se llama este punto? Punto de estequiometria de la reacción. A continuación se muestran fotos que detallan el procedimiento de la práctica:

Se calentaron los vasos de precipitado

a 180 °C

Papeles filtro con el precipitado

Seis vasos de precipitado


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Discusión de resultados En la práctica no. 10 se presentaron algunas dificultades para realizar los cálculos en los ejercicios de estequiometría, sin embargo, conforme la práctica fue avanzando las dudas se resolvieron. Los 6 experimentos de la práctica fueron realizados de manera satisfactoria, así como sus cálculos. Gracias a esta práctica se pudo comprender el concepto de reactivo limitante:

“Es aquel reactivo que se ha consumido por completo en una reacción química, pues determina o limita la cantidad de producto formado. Cuando una reacción se detiene porque se acaba uno de los reactivos, a ese

reactivo se le llama reactivo limitante. Con base en estos múltiples conceptos se pretendió realizar la práctica no. 10.” (esi.uva.es)

Además, esta práctica sirvió para mejorar la técnica para la resolución de ejercicios de estequiometría. Conclusión La estequiometría es sumamente importante en la química. La estequiometría proporciona gran información de una reacción química. Como las reacciones químicas suceden en cualquier aspecto de la vida diaria, entonces la estequiometría puede influir en cualquier aspecto de la vida diaria. En la industria, la estequiometria es de gran importancia económica y ambiental para la industria, pues mediante su aplicación, los químicos realizan cálculos con exactitud para determinar las cantidades de reactivos, que se consumirán durante el proceso de elaboración u obtención de cierta cantidad de producto (Ortega, 2012). Además, a estequiometria hace un balance de masas indicándonos fielmente el costo y la ganancia a la que nos llevaría la comercialización de dicho producto, lo cual es un principio básico en cualquier industria. En este proceso, se optimizan las reacciones, y los gastos para tener productos de calidad (Ortega, 2012). La estequiometría es importante y es necesario seguir abordando el tema.

Referencias

S.a. (2013). “Estequiometría de las reacciones químicas”. Química experimental. ITESM. Recuperado el 17 de marzo de 2016, de: https://sites.google.com/site/quimicaexpitesm4/home/estequiometra-de-las-reacciones-qumicas S.a. (s.f.) “Reactivo limitante y rendimiento”. EIS. UVA. Recuperado el 17 de marzo de 2016, de: http://www.eis.uva.es/~qgintro/esteq/tutorial-04.html

UNAM (2015). “Reacciones químicas”. Portal Académico CCH. Recuperado el 17 de marzo de 2016, de: http://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/aprende/quimica2/estequiometria/page/0/6

UNAM (2015). “Reacciones químicas”. Portal Académico CCH. Recuperado el 17 de marzo de 2016, de: http://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/aprende/quimica2/estequiometria/page/0/7

Ortega, N. (2012). “Aplicaciones de la estequiometría en la industria”. Recuperado el 17 de marzo de 2016, de: http://algomasporconocer.blogspot.mx/2012/09/aplicaciones-de-la-estequiometria-en-la.html


María Guadalupe H…, 1/4/2016 9:44 P.M.Comentario [8]: habilidades

María Guadalupe H…, 1/4/2016 9:45 P.M.Comentario [9]: Cuidar la redacción. 14


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