Quimica General Practica

Universidad Autónoma De Nuevo León Facultad De Ciencias Químicas Química General “Reporte de practica No.6” Estequiometría Reactivo limitante y % de Rendimiento Alumnos Paola Alejandra García López 1808371 Cesar Andres Rocha de León 1737010 Fecha de realización de práctica 12 de Marzo del 2018 Fecha de entrega del reporte 19 de Marzo del 2018 Objetivo Calcular el % de rendimiento, en reacciones en las cuales la cantidad de producto obtenido depende del reactivo limitante. Competencias Evalúa las diferencias que se obtienen entre cálculo teórico y uno experimental. Identifica al reactivo limitante, al reactivo en exceso y las posibles causas de error al llevar a cabo la reacción. Determina el % de rendimiento de la reacción. =Fundamento= Cuando se llevan a cabo reacciones químicas, las cantidades de los reactivos no se emplean por lo común en cantidades estequiométricas exactas. En otras palabras un reactivo limitante puede utilizarse en exceso con respecto a lo requerido teóricamente para el desarrollo de la reacción completa, de acuerdo con la ecuación balanceada. La cantidad del producto obtenido depende del reactivo limitante que es el primer reactivo que se consume por completo. El rendimiento teórico es la cantidad de producto obtenido cuando se supone que todo el reactivo limitante forma el producto, sin que nada en absoluto y que ninguna parte del producto pierda en su aislamiento y purificación, sin embargo esto no sucede casi nunca, sobre todo en las reacciones laterales que dan origen a productos menores además del principal. El producto se pierde en el proceso de aislamiento y purificación y al transferirlo de un recipiente a otro, en la industria química, está perdida por aislamiento y purificación se reduce al mínimo aplicando un procedimiento continuo en que los materiales empleados para el aislamiento y purificación se reciclan; el porcentaje de rendimiento de la reacción se calcula como: Sustancias a emplear Cromato de potasio (K2CrO4) Es un sólido cristalino de color amarillo limón, muy estable y soluble en agua. Es una sal tóxica y ecotóxica, como muchas sales de cromo. Densidad: 2730 kg/m3; 2.73 g/cm3 Apariencia: Amarillo intenso Masa molar: 194.1896 g/mol Punto de fusión: 1248 K (975 °C) Punto de ebullición: 1273 K (1000 °C) Solubilidad en agua: 637 g/l a 20 °C en agua Nitrato de plomo (II) Pb(NO3)2 Es una sal inorgánica de plomo y de ácido nítrico. Es un cristal incoloro o un polvo blanco, y un oxidante muy estable y fuerte. Densidad: 4530 kg/m3; 4,53 g/cm3 Apariencia: Sólido blanco inodoro Masa molar: 331,2 g/mol Punto de fusión: 563 K (290 °C) Estructura cristalina: sistema cristalino cúbico Solubilidad en agua: 52 g/100 ml (20 °C) No. CAS: 10099-74-81 Cromato de plomo (II)  (PbCrO4) Es un compuesto químico, específicamente un cromato de plomo. Tiene un color amarillo llamativo y es prácticamente insoluble en agua. Masa molar: 323.2 g/mol Punto de fusión: 844 °C Densidad: 6.3 g/cm³ Nitrato de potasio (KNO3) Componente del salitre, nitrato potásico o nitrato de potasa es un nitrato cuya fórmula es KNO3. Actualmente, la mayoría del nitrato de potasio viene de los vastos depósitos de nitrato de sodio en los desiertos chilenos. El nitrato de sodio es purificado y posteriormente se le hace reaccionar en una solución con cloruro de potasio(KCl), en la cual el nitrato de potasio, menos soluble, cristaliza. Apariencia: blanco o gris sucio Densidad: 2100 kg/m3; 2,1 g/cm3 Masa molar: 101,103 g/mol g/mol Punto de fusión: 607 K (334 °C) Punto de ebullición: 673 K (400 °C) Solubilidad en agua: 38 g en 100g de agua =Procedimiento= 2. Disolver en agua destilada de la siguiente manera: En un tubo de 18 x 150 coloque 10mL de agua Agregue la muestra de K2CrO4, agite hasta disolución completa. En vidrios de reloj pese 0.97g de K2CrO4 y 0.99g de Pb(NO3)2 En un vaso de precipitado de 250 mL coloque 8-0 mL de agua destilada y disuelva el Pb(NO3)2 5. Caliente unos minutos el vaso con los productos 4. Mezcle las dos soluciones en el vaso de precipitado y agite. Agite 7. use un embudo y el papel para filtrar los productos de la reacción. 6. Pese el papel filtro y anote el peso 9. Lave varias veces y luego seque cuidadosamente el precipitado junto con el papel filtro. 8. Observe que parte del precipitado se queda adherido en las paredes y fondo del vaso, retírelo vertiendo agua con su pizeta para recuperarlo 10. Péselo y anote el resultado, por diferencia obtendrá la cantidad real en (gramos reales) de PbCrO4 Cálculos Peso del papel filtro: 0.7664 g Peso del papel filtro más el precipitado: 1.7097 g Peso del precipitado: 0.9433 g RENDIMIENTO TEÓRICO 0.99 g 0.97 g K2CrO4 + Pb (NO3)2 PbCrO4 + KNO3 = 4.995 x10 -3 (0.004995) mol K2CrO4 1 mol de K2CrO4 ( ) 0.97 g K2CrO4 K= 39.0983 (2)= 78.1966 Cr= 51.9961 (1)= 51.9961 O= 15.9994 (4)= 63.9976 194.1908 194.1908 g K2CrO4 Pb= 207.2 (1)= 207.2 N= 14.0067 (2)=28.0134 O= 15.9994 (6)=95.9964 331.2098 = 2.989 x10-3 (0.002989 ) mol Pb(NO3)2 194.1908 g Pb(NO3)2 1mol de Pb(NO3)2 0.99 g Pb(NO3)2 ( ) K= 39.0983 (1)= 39.0983 N= 14.0067 (1)=14.0067 O= 15.9994 (3)= 47.9982 101.1032 Pb= 207.2 (1)= 207.2 Cr= 51.9961 (1)=51.9961 O= 15.9994 (4)=323.1937 323.1937 K2CrO4 Pb (NO3)2 PbCrO4 KNO3 NInicial 0.00499 mol 0.00298 mol 0 0 Nreaccion -0.00298 mol 0.00298 mol 0.00298 mol 0.00596 mol Nfinal 0.00201 mol 0 mol 0.00298 mol 0.00596 mol ( ) 1 mol de K2CrO4 = 0.00298 1mol de Pb (NO3)2 Calcular Nr de K2CrO4 0.00298 RENDIMIENTO REAL 0.9889g 0.9716 g K2CrO4 + Pb (NO3)2 PbCrO4 + KNO3 ( ) = 4.95 x10 -3 (0.00495) mol K2CrO4 0.9716 g K2CrO4 194.1908 g K2CrO4 1 mol de K2CrO4 K= 39.0983 (2)= 78.1966 Cr= 51.9961 (1)= 51.9961 O= 15.9994 (4)= 63.9976 194.1908 ( ) 1mol de Pb(NO3)2 0.9889 g Pb (NO3)2 = 2.985 x10-3 (0.002985) mol Pb(NO3)2 194.1908 g Pb(NO3)2 Pb= 207.2 (1)= 207.2 N= 14.0067 (2)=28.0134 O= 15.9994 (6)=95.9964 331.2098 K= 39.0983 (1)= 39.0983 N= 14.0067 (1)=14.0067 O= 15.9994 (3)= 47.9982 101.1032 Pb= 207.2 (1)= 207.2 Cr= 51.9961 (1)=51.9961 O= 15.9994 (4)=323.1937 323.1937 K2CrO4 Pb (NO3)2 PbCrO4 KNO3 NInicial 0.00495 mol 0.002985 mol 0 0 Nreaccion 00.2985 mol 0.002985 mol 0.002985 mol 0.00588 mol Nfinal 0.001965 mol 0 mol 0.002985 mol 0.00588 mol = 0.002985 ( ) 1 mol de K2CrO4 1mol de Pb(NO3)2 Nr de K2CrO4 0.002985 ¿Cuál es el reactivo limitante? Pb(NO3)2 ¿Cuál es el reactivo en exceso? K2CrO4 Calcule la cantidad de reactivo en exceso 0.00013g Gramos teóricos (R.T) de PbCrO4 0.00298 g Gramos Reales (R.R) de PbCrO4 0.00285 g Calcule el % de rendimiento de PbCrO4 en la reacción =Resultados= En la práctica pudimos observar los cambios que se empezaban a hacer, el tomar nota de cada pesaje es más que esencial, debido a que un pesaje mal anotado u olvidado puede variar en el resultado final, por dicha forma todo fue tomado con exacta precisión, lo que dio como resultado los cálculos correctos. Al momento de mezclar las sustancias observamos que cambio su color y al momento de aumentar su temperatura calentándolo, pudimos observar como se hacía de un color amarillo-naranja, del cual al momento de filtrarlo nos quedó un residuo de un color más cristalino amarillo, al momento de pesar el papel filtro con el compuesto pudimos sacar todos los cálculos con exactitud, también obtuvimos el reactivo limitante que fue el Pb (NO3)2 y el que estaba en exceso era el K2CrO4. =Conclusión= Podemos concluir que la practica salió como esperábamos ya que obtuvimos el rendimiento teórico y el real para poder sacar el reactivo limitante en las reacciones en las cuales la cantidad de producto dependía de este, identificamos con éxito el que estaba en exceso y el limitante, determinamos el porcentaje del rendimiento de la reacción que fue de 95.63% de PbCrO4. La práctica demostró el objetivo que fue investigar la estequiometria y fue sometido a alta temperatura en los 2 casos, y en ambas fases burbujeo. =Cuestionario= 2. Disolver en agua destilada de la siguiente manera: En un tubo de 18 x 150 coloque 10mL de agua Agregue la muestra de K2CrO4, agite hasta disolución completa. Dibuje un diagrama de flujo general de este experimento indicando y comentando donde cree que hubo pérdidas, tanto en las técnicas, reactivos y productos. 3. En un vaso de precipitado de 250 mL coloque 8-0 mL de agua destilada y disuelva el Pb(NO3)2 1. En vidrios de reloj pese 0.97g de K2CrO4 y 0.99g de Pb(NO3)2 4. Mezcle las dos soluciones en el vaso de precipitado y agite. Técnica: se pierde producto cuando se agrega el producto en el agua. 6. Pese el papel filtro y anote el peso 5. Caliente unos minutos el vaso con los productos Reactivos: calentando en exceso se crea dicromato y se pierde reactivo 7. use un embudo y el papel para filtrar los productos de la reacción. Calcule el % de rendimiento de reacción CCl4(g) + 2HF(g) CCl2F2(g) + 2HCl(g) Para la fabricación del compuesto CCl2F2 (conocido comercialmente como Freon-12), 100g CCl4 son mezclados con 30g de HF. ¿Cuántos gramos se pueden obtener de Freon-12? ¿Cuál es el reactivo en exceso y que cantidad permanece al final de la reacción? ¿Cuál es el porcentaje de rendimiento para esta reacción si en el laboratorio se obtuvieron 73g de CCl2F2 Conversión de gramos a moles 100g CCl4 = 0.0587109 mol CCl4 30g HF = 1.49953 mol HF UMA CCl4 C=12.0107 Cl=35.453 (4) 1703.2613 g/mol HF H=1.00794 F= 18.9984032 20.0063 g/mol CCl2F2 C= 12.0107 Cl= 35.453 (2) F= 18.9984032 (2) 220.9135064 g/mol HCl H= 1.00794 Cl=34.453 35.46094 g/mol Conversión de gramos a moles CCl4 HF CCl2F2 HCl Ni 0.0587109 1.49953 0 0 Nr Nf =Bibliografía= Liñán Montes, Adriana; de la Parra Arciniega, Salome M., Practica 6 Estequiometria: reactivo limitante y % de rendimiento, Manual de Prácticas de Laboratorio de Química General, (2013), 66 - 70.