UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL INGENIERA INDUSTRIAL Y DE SISTEMAS

I.INTRODUCCIN

A continuacin en el siguiente informe hablaremos de lo que fue la prctica en el laboratorio de qumica el cual trata de la estequiometria que es una herramienta indispensable en qumica y por lo tanto de la ingeniera industrial, una vez analizados los diversos tipos de reacciones se pueden estudiar los aspectos cuantitativos de las mismas (la cantidad en las que estas reacciones forman productos), es decir; trata de los cambios matemticos de frmula molecular a frmula-gramos, de frmula-gramos a frmula molecular, por lo tanto para interpretar una reaccin cuantitativamente, se requiere aplicar el conocimiento de las masas molares y el concepto de mol, este se basa en el hecho de que los coeficientes estequiomtricos en una ecuacin qumica se interpretan como el nmero demolesde molculasde cada sustancia presentes en un sistema reaccionante. Problemas tan diversos como medir la concentracin de ozono en la atmsfera, determinar el rendimiento potencial de oro de una mena o la evaluacin de diferentes procesos para convertir carbn en combustibles gaseosos, etc.

II.OBJETIVOSObjetivo general:Los experimentos a desarrollarse tienen por finalidad la observacin de loscambioscualitativosycuantitativosqueocurrenenlasreacciones qumicas.Lapartecualitativa,estaorientadaaverificarelcambiode propiedades y la parte cuantitativa, a la medicin de las masas de las sustancias reaccionantes y productos.Objetivos especficos:1.) Aprender experimentalmente cmo obtener compuestos qumicos a partir de sus elementos.2.) Aplicar correctamente las leyes de la estequiometria.3.) Balancear ecuaciones qumicas.4.) Interpretar el significado cualitativo y cuantitativo de una ecuacin qumica balanceada.5.) Efectuar clculos estequiomtricos para determinar el rendimiento de una reaccin qumica a partir de datos experimentales

III. FUNDAMENTACIN TERICALA ESTEQUIOMETRAEl termino estequiometria proviene de dos voces griegas STOICHEION (Elemento) y METRO (Medida); por lo tanto significa realizar clculos o medida de cantidades de elementos en la formacin de compuestos. Esta afirmacin es correcta, puesto que las leyes estequiometrias se basan en clculo de cantidades de los elementos en las combinaciones qumicas. Actualmente estas cantidades pueden ser no solo de elementos sino tambin de sustancias compuestas.Un aspecto fundamental de la estequiometria es que cuando se conoce la cantidad de una sustancia que toma parte de una reaccin qumica y se tiene la ecuacin qumica balanceada, se puede establecer las cantidades de otros reactivos y de los productos.Debido a ello la estequiometria se utiliza de manera rutinaria en los clculos bsicos dentro del anlisis qumico cuantitativo y durante la produccin de todas las sustancias qumicas que se utilizan la industria o que empleamos de manera cotidiana En resumen podramos decir que la estequiometria es aquella parte de la qumica que nos ensea a realizar clculos de las cantidades de las sustancias qumicas puras (simples o compuestas) que participan en reacciones qumicas, en la base de leyes experimentales que gobiernan a estas.

3.1. LEYES PONDRALESSon lasleyesusadas en laESTEQUIOMETRIA, de manera que, nos ayuden a comprender mejor la misma ypoderrealizar los clculos y estas son:3.1.1-LEYDE LA CONSERVACIN DE LA MASA DE LAVOISIER

Est importante ley se enuncia del modo siguiente: en una reaccin qumica, la suma de las masas de las sustancias reaccionantes es igual a la suma de las masas de los productos de la reaccin (la materia ni se crea ni se destruye solo se transforma).Este resultado se debe al qumico francs A.L. Lavoisier, quien lo formulo en 1774. Anteriormente se crea que la materia era destructible y se aduca como ejemplo: lacombustinde un trozo de carbn que, despus de arder, quedaba reducido a cenizas, con un peso muy inferior, sin embargo, el uso de la balanza permiti al cientfico galo comprobar que si se recuperaban losgasesoriginados en la combustin, elsistema pesaba igual antes que despus de la experiencia, por lo que dedujo que la materia era indestructible.

3.1.2-LEY DE PROUST O DE LAS PROPORCIONES CONSTANTES

En 1808, tras ocho aos de lasinvestigaciones, Proust llego a la conclusin de que para formar un determinado compuesto, dos o ms elementos qumicos se unen y siempre en la misma proporcin ponderal.Por ejemplo, para formar agua H2O, elhidrgenoy loxigenointervienen en las cantidades que por cada mol, se indican a continuacin:1MOL AGUA PESA: (2)1,008gH + 15,999gO = 18,015 gPara simplificar los clculos, se suele suponer que el peso atmico de H es 1 y l O es 16: 1 mol de agua = 2 + 16 = 18 g, de los que 2 son de H y 16 de oxgeno. Por tanto, la relacin ponderal (o sea, entre pesos) es de 8g de oxigeno por cada uno de hidrgeno, la cual se conservara siempre que se deba formar H2O (en consecuencia, s por ejemplo reaccionaran 3 g de H con 8 de O, sobraran 2g de H).

3.1.3-LEY DE DALTON O DE LAS PROPORCIONES MLTIPLES

Puede ocurrir que dos elementos se combinen entre s para dar lugar a varios compuestos (en vez de uno solo, caso que contempla la ley de Proust). Dalton en 1808 concluyo que: los pesos de uno de los elementos combinados con un mismo peso del otro guardaran entren s una relacin, expresables generalmente por medio de nmeros enteros sencillos.Ejemplo:La combinacin de una misma cantidad de Carbono (12 gramos) con distintas cantidades deOxgeno.C + O2 --> CO212 g. de C + 32 g. de O2 --> 44 g. CO2

C + O --> CO12 g. de C + 16 g. de O2 --> 28 g. CO2

Se observa que las cantidades de oxgeno mantienen la relacin numrica sencilla (en este caso "el doble") 32/16 = 2

3.1.4-LEY DE LAS PROPORCIONES EQUIVALENTES O RECPROCAS (Richter 1792).

"Los pesos de los elementos diferentes que se combinan con un mismo peso de un elemento dado, son los pesos relativos a aquellos elementos cuando se combinan entre s, o bien mltiplos o submltiplos de estos pesos."Ejemplo:En las reacciones de una misma cantidad de Hidrgeno (1 gramo) con dos elementos distintos, observamos las cantidades de combinacin: N2 + 3 H2 --> 2 NH31 g. H24.66 g. N2

H2 + O2 --> H2O1 g. H28 g. O2

Resulta que estas cantidades guardan una relacin de nmeros sencillos con las cantidades que se combinan entre s entre Nitrgeno y Oxgeno, para formar el monxido de nitrgeno:N2 + O2 --> 2 NO28 g. N2 32 g. O2

4.66/8 = (28/32)*4Esto dio origen alconceptode PESO EQUIVALENTE:Peso equivalente de un elemento es la cantidad del mismo que se combina con 8 g. de Oxgeno, o con 1.008 g. de Hidrgeno.

3.2. REACCIN QUMICA

Unareaccin qumica, es uncambio qumicoofenmeno qumico, es todoproceso termodinmicoen el cual una o mssustancias(llamadasreactantes), por efecto de un factor energtico, se transforman, cambiando suestructura moleculary susenlaces, en otras sustancias llamadas productos. Los reactantes pueden serelementoso compuestos.Siempre que ocurran reacciones qumicas, se producen cambios en las propiedades de los reactantes los cuales se pueden visualizar mediante algunos de los siguientes hechos:

Formacin de precipitado Formacin de un gas Cambio de color Cambio de olor Cambio de temperatura

3.2.1 TIPOS DE REACCIONES

3.2.3 FACTORES QUE AFECTAN LA VELOCIDAD DE REACCIN

Naturaleza de la reaccin: Algunas reacciones son, por su propia naturaleza, ms rpidas que otras. El nmero de especies reaccionantes, suestado fsicolas partculas que forman slidos se mueven ms lentamente que las de gases o de las que estn ensolucin, la complejidad de la reaccin, y otros factores pueden influir enormemente en la velocidad de una reaccin. Concentracin: La velocidad de reaccin aumenta con la concentracin, como est descrito por laley de velocidady explicada por lateora de colisiones. Al incrementarse la concentracin de los reactantes, lafrecuenciadecolisintambin se incrementa. Presin: La velocidad de las reacciones gaseosas se incrementa muy significativamente con la presin, que es, en efecto, equivalente a incrementar la concentracin del gas. Para las reacciones en fase condensada, la dependencia en la presin es dbil, y slo se hace importante cuando la presin es muy alta. Orden: El orden de la reaccin controla cmo afecta la concentracin (o presin) a la velocidad de reaccin. Temperatura: Generalmente, al llevar a cabo una reaccin a una temperatura ms alta provee ms energa al sistema, por lo que se incrementa la velocidad de reaccin al ocasionar que haya ms colisiones entre partculas, como lo explica lateora de colisiones. Sin embargo, la principal razn porque un aumento de temperatura aumenta la velocidad de reaccin es que hay un mayor nmero de partculas en colisin que tienen laenerga de activacinnecesaria para que suceda la reaccin, resultando en ms colisiones exitosas Solvente: Muchas reacciones tienen lugar en solucin, y las propiedades del solvente afectan la velocidad de reaccin. Lafuerza inicatambin tiene efecto en la velocidad de reaccin. Uncatalizador: La presencia de un catalizador incrementa la velocidad de reaccin (tanto de las reacciones directa e inversa) al proveer de una trayectoria alternativa con una menorenerga de activacin. Por ejemplo, elplatinocataliza la combustin del hidrgeno con el oxgeno a temperatura ambiente.

IV. PARTE EXPERIMENTAL4.1 MATERIALES Y EQUIPOS Balanza analtica Vaso precipitado Mechero bunsen Tubos de ensayos Pinzas para tubo de ensayo Piceta

4.2 REACTIVOS:

Agua destilada Clorato de potasio Dixido de manganeso ( catalizador )

4.3 METODOLOGA

Mediante la realizacin de la prctica de estequiometra, se dio un estudio cuantitativo a los reactivos y productos de una reaccin qumica. La realizacin de todas estas reacciones y la discusin posterior permitirn tratar aspectos clave en el estudio de los cambios de las propiedades de los reactantes, el cual se puede visualizar por hechos evidentes, tales como: Formacin de precipitados Desprendimiento de gas o vapor Liberacin de calor o luz Cambio de color, etc.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

Pesar el tubo de ensayo completamente limpio y seco Pesar 0,5g de KCLO3 Y 0,05g de Mno2 depositar y homogenizarlos en el fondo del tubo de ensayo Armar el sistema Calentar suave y gradualmente la mezcla hasta que ya no haya desprendimiento de oxgeno Con ayuda de una astilla incandescente comprobar que no haya desprendimiento de oxgeno Medir el volumen de agua desalojada Pesar el tubo de ensayo con el residuo

V. RESULTADOSEn los resultados se pueden observar los cambios cuantitativos y cualitativos que ocurren en una reaccin qumica.Cuando ocurre la formacin de un precipitado:Reaccin de descomposicin del clorato de potasio

2KclO3 + calor 2KCL + 3O2

Producto/formulaMasa experimentalMasa terica% rendimiento% error

A)cloruro de potasio kclo3 0,4g0,36g111,1%11,1%

B)oxgeno o20,2g0,32g62,5%37,5%

VI. RECOMENDACIONES El tubo de ensayo debe estar completamente seco para su utilizacin.

Limpiar cada vez que se utilice la esptula porque quedan residuos en ella y podra cambiar las masas pedidas para el experimento.

Pasar la llama a lo largo del tubo porque algunos cristalitos de la sal clorada se quedan en las paredes.

Cuando el tubo al calentarlo se pone al rojo vivo, inmediatamente se debe retirar la llama para que no se deforme el tubo y al ponerse blando se introduce sustancias al vidrio, que al lavar el tubo es difcil de retirar, quedando manchado.

VII. CONCLUSIONES En el experimento la sal clorada que calentamos para conocer su nmero de moles es: Clorato de potasio KClO3

Puede que no salga el nmero de moles exacto de la sal clorada porque no se ha desprendido todo el oxgeno de la sal al momento de calentarla.

Al aadir una cierta cantidad de sal clorada en un tubo de ensayo para calentarlo esa cantidad en masa debe disminuir porque se desprender el oxgeno de dicha sal.

Si al calentar un tubo de ensayo con una muestra de sal clorada el calor no es uniforme por todo el tubo, no se desprender todo el oxgeno de dicha sal.

La cantidad de moles de una sal clorada se puede hallar relacionando el nmero de moles desprendidos al darles calor de la sal clorada por cada mol de la sustancia que queda despus de calentar dicha sal clorada.

Se ha comprobado mediante el experimento que la ley de conservacin de la materia se cumple en una reaccin qumica.

El rendimiento de reaccin de una sustancia est ligado a las condiciones en los que se desarrolla.

VIII. BIBLIOGRAFAFolleto: Manual de prcticas de Qumica General IEcuacin qumica:http://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_qu%C3%ADmicaReaccin qumica:http://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_qu%C3%ADmicaEstequiometria:http://es.wikipedia.org/wiki/Estequiometr%C3%ADaCatalizador: http://www.oni.escuelas.edu.ar/olimpi99/autos-y-polucion/cataliza.htmLey de conservacin de la materia http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_conservaci%C3%B3n_de_la_materia

11