UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERA QUMICAEscuela Profesional de Ingeniera Qumica

ASIGNATURA: LABORATORIO

INFORME DE TAREASGRUPO DE CURSO: 96G

TAREA: ESTEQUIOMETRIA

PRESENTADO POR:

BARRON ZAPATA ABRAHAM JORGE 1326120234 HOYOS LAGUA JEREMY JHAIR 1326110085 NUEZ CARBAJAL FREDDY 1326120154 VENTURA ESPINOZA NILTON CESAR 1326110049 RAFAILE CORALES MARIELA DEL PILAR 1326120225PROFESOR: PORTALES RONALD

BELLAVISTA 25 DE FEBRERO DEL 2015I.OBJETIVOS

a) Hallar el reactivo limitante y la relacin entre reactantes y productos a partir de este.

b) Determinar el rendimiento de una reaccin mediante el exceso o falta en los productos

II.MARCO TEORICOEstequiometriaLa estequiometra es la ciencia que mide las proporciones cuantitativas o relaciones de masa de los elementos qumicos que estn implicados (en una reaccin qumica).Tambin estudia la proporcin de los distintos elementos en un compuesto qumico y la composicin de mezclas qumicas.Principio:Unareaccin qumicase produce cuando hay una modificacin en laidentidad qumicade las sustancias intervinientes; esto significa que no es posible identificar a las mismas sustancias antes y despus de producirse la reaccin qumica, losreactivosse consumen para dar lugar a losproductos.A escala microscpica una reaccin qumica se produce por la colisin de las partculas que intervienen ya seanmolculas,tomosoiones, aunque puede producirse tambin por el choque de algunos tomos o molculas con otros tipos de partculas, tales comoelectronesofotones. Este choque provoca que las uniones que existan previamente entre los tomos se rompan y se facilite que se formen nuevas uniones. Es decir que, a escala atmica, es un reordenamiento de losenlacesentre lostomosque intervienen. Este reordenamiento se produce por desplazamientos deelectrones: unos enlaces se rompen y otros se forman, sin embargo los tomos implicados no desaparecen, ni se crean nuevos tomos. Esto es lo que se conoce comoley de conservacin de la masa, e implica los dos principios siguientes: El nmero total de tomos antes y despus de la reaccin qumica no cambia. El nmero de tomos de cada tipo es igual antes y despus de la reaccin.En el transcurso de las reacciones qumicas las partculas subatmicas tampoco desaparecen, el nmero total deprotones,neutronesy electrones permanece constante. Y como los protones tienen carga positiva y los electrones tienen carga negativa, la suma total de cargas no se modifica. Esto es especialmente importante tenerlo en cuenta para el caso de los electrones, ya que es posible que durante el transcurso de una reaccin qumica salten de un tomo a otro o de una molcula a otra, pero el nmero total de electrones permanece constante. Esto que es una consecuencia natural de la ley de conservacin de la masa se denominaley de conservacin de la cargae implica que: La suma total de cargas antes y despus de la reaccin qumica permanece constante.Las relaciones entre las cantidades de reactivos consumidos y productos formados dependen directamente de estas leyes de conservacin, y por lo tanto pueden ser determinadas por una ecuacin (igualdad matemtica) que las describa. A esta igualdad se le llama ecuacin estequiomtrica.

Balance de materia:Se dice que una ecuacin qumica se encuentra ajustada, equilibrada o balanceada cuando respeta laley de conservacin de la materia, segn la cual la cantidad de tomos de cada elemento debe ser igual del lado de los reactivos y en lado de los productos de la reaccin.Para balancear una ecuacin, se deben ajustar los coeficientes, y no los subndices. Esto es as porque cada tipo de molcula tiene siempre la misma composicin, es decir se encuentra siempre formada por la misma cantidad de tomos, si modificamos los subndices estamos nombrando a sustancias diferentes:H2O es agua comn y corriente, pero H2O2esperxido de hidrgenouna sustancia qumica totalmente diferente. Al modificar los coeficientes slo estamos diciendo que ponemos ms o menos de tal o cual sustancia.Por ejemplo, en la reaccin de combustin demetano(CH4), ste se combina conoxgeno molecular(O2) del aire para formardixido de carbono(CO2) yagua. (H2O). La reaccin sin ajustar ser:

En esta ecuacin, lasincgnitassona,b,cyd, que son los denominadoscoeficientes estequiomtricos. Para calcularlos, debe tenerse en cuenta laley de conservacin de la materia, por lo que la suma de los tomos de cada elemento debe ser igual en los reactivos y en los productos de la reaccin. Existen tres mtodos principales para balancear una ecuacin estequiomtrica, que son, el mtodo de tanteo, el mtodo REDOX y el mtodo de ion-electrn para ecuaciones de tipo redox.Mtodo de balanceo por tanteo:El mtodo de tanteo se basa simplemente en modificar los coeficientes de uno y otro lado de la ecuacin hasta que se cumplan las condiciones de balance de masa. No es un mtodo rgido, aunque tiene una serie de delineamientos principales que pueden facilitar el encontrar rpidamente la condicin de igualdad. Se comienza igualando el elemento que participa con mayorestado de oxidacinen valor absoluto. Se contina ordenadamente por los elementos que participan con menor estado de oxidacin. Si la ecuacin contiene oxgeno, conviene balancear el oxgeno en segunda instancia. Si la ecuacin contiene hidrgeno, conviene balancear el hidrgeno en ltima instancia.

Mtodo REDOX:Se describe el mtodo de balanceo de ecuaciones qumicas por oxidacin y reduccin.

Describiremos el mtodo de balanceo de una ecuacin qumica por el mtodo Redox. Recordemos que el balanceo de una ecuacin qumica no es ms que hacer cumplir que el nmero de tomos en un lado de la ecuacin sea igual al nmero de tomos del otro lado. Como ejemplo tenemos el caso de la oxidacin del hierro con oxgeno para producir cido frrico, estos es: Fe+O2Fe2O3.Como se puede observar hay ms tomos de hierro a un lado de la ecuacin que en el otro lado, as que debe ser balanceada. Para balancear esta ecuacin por el mtodo Redox, se deben tener en cuenta las siguientes definiciones: una sustancia se oxida cuando pierde electrones y se reduce cuando gana electrones, as que el balance depender del nmero de oxidacin de cada uno de los elementos o compuestos.

Las sustancias que se encuentran puras tienen un estado de oxidacin igual a cero, los nmeros de oxidacin de las dems sustancias dependern de su distribucin electrnica. Hay valores tpicos de nmero de oxidacin para elementos como el hidrgeno y el oxgeno cuando estn en una molcula, por lo general son +1 y -2 respectivamente. El mtodo consiste en que se debe buscar que se cumpla la siguiente condicin: el nmero de oxidacin tanto a la izquierda como a la derecha de la ecuacin debe ser cero. Aplicando este mtodo la ecuacin balanceada queda de la siguiente manera: 4Fe+3O22Fe2O3Balanceo por mtodo ion-electrn:Las reacciones electroqumicas se pueden balancear por el mtodoion-electrndonde la reaccin global se divide en dossemirreacciones(una de oxidacin y otra de reduccin), se efecta el balance de carga y elemento, agregandoH+,OH,H2Oy/oelectronespara compensar los cambios de oxidacin. Antes de empezar a balancear se tiene que determinar en qu medio ocurre la reaccin, debido a que se procede de una manera en particular para cada medio.Medio cidoSe explicar por medio de un ejemplo, cuando mangansica reacciona conbismutato de sodio. El primer paso es escribir la reaccin sin balancear:

Luego se divide en dos semirreacciones:

Cada semirreacin se balancea de acuerdo con el nmero y tipo de tomos y cargas. Como estamos en medio cido los ionesH+se agregan para balancear los tomos deHy se agregaH2Opara balancear los tomos deO.

Finalmente se multiplica cada semirreaccin por un factor para que se cancelen los electrones cuando se sumen ambas semireacciones.

Reaccin Balanceada:En algunos casos es necesario agregar contraiones para terminar de balancear la ecuacin. Para este caso, si se conociera el anin de la sal magnsica, ese seria el contrain. Se agrega por igual de ambos lados de la ecuacin para terminar de balancearla.Medio BasicoTambin se explicar por medio de un ejemplo, cuando elpermanganato de potasioreacciona con elsulfito de sodio.El primer paso es escribir la reaccin sin balancear:

Luego se divide en dos semirreacciones:

Cada semirreacin se balancea de acuerdo con el nmero y tipo de tomos y cargas. Como estamos en medio alcalino losOHse agregan para balancear los tomos deHy normalmente se agrega la mitad de molculas deH2Odel otro lado de la semirreaccin para balancear los tomos deO.

Finalmente se multiplica cada semirreacin por un factor para que se cancelen los electrones cuando se sumen ambas semireacciones.

Ecuacin balanceada:Reaccin Balanceada:

En este caso se agregaron contraiones para terminar de balancear la ecuacin (los cationes K+y Na+)Mezcla, proporciones y condiciones estequiometricasCuando los reactivos de una reaccin estn en cantidades proporcionales a sus coeficientes estequiomtricos se dice: La mezcla es estequiomtrica; Los reactivos estn en proporciones estequiomtricas; La reaccin tiene lugar en condiciones estequiomtricas;Las tres expresiones tienen el mismo significado.En estas condiciones, si la reaccin es completa, todos los reactivos se consumirn dando las cantidades estequiomtricas de productos correspondientes.Si no en esta forma, existir el reactivo limitante que es el que est en menor proporcin y que con base en l se trabajan todos los clculos.Ejemplo Qu cantidad deoxgenoes necesaria para reaccionar con 100 gramos decarbonoproduciendodixido de carbono?Masa atmicadel oxgeno = 15,9994.Masa atmica del carbono = 12,0107.La ecuacin qumica que representa la reaccin qumica es:

Se tienen las siguientes equivalencias a partir de la reaccin qumica y las masas atmicas citadas:

Esta ltima relacin es consecuencia de la frmula qumica del oxgeno molecular ()

Entonces para determinar la masa de oxgeno podemos realizar los siguientes "pasos": determinamos las moles de tomos de carbono (primer factor), con estas moles fcilmente determinamos las moles de molculas de oxgeno (segundo factor a partir de coeficientes de la ecuacin qumica), y finalmente obtenemos la masa de oxgeno (tercer factor)

realizadas las operaciones:

III.DATOS Y OBSERVACIONESExperiencia :

Pesamos el matraz vaco , el cual nos indic un peso de 1 10 ,96g :

Luego le agregamos 1g de NaHCo3 ( bicarbonato de sodio) al matraz vacio , y lo pesamos el cual nos indic : 1,119g ; aadimos a una probeta vaca 20ml de HCL(acuoso) al 1M a una temperatura de 26C

Luego pesamos una pera de decantacin vaca, le aadimos agua :

Luego en la reaccin de NaHCO3 + HCL (ac) :

Obtenemos a los componentes: NaCl (ac) + H2O +CO2 (g) dentro del matraz , luego lo pesamos el cual nos indico : 131 ,04g

Luego aadimos agua a un vaso de precipitado :

Luego :

La concentracin fue de 1M

Luego de la mezcla e : HCl concentrado + H2O + NaCl , evaporamos el agua de la siguiente manera :

Obtenememos entonces : La sal hidrata e NaCl

Luego lo pesamos el cual nos indic un peso de : 108 ,25g

Lavamos el vaso y pesamos el vaso de precipitado vacio , con el fin de obtener la masa de NaCl hidratado

IV.RESULTADOSEXPERIMENTO:

- N moles = moles- N moles = molesMoles de HCl exceso:Moles iniciales HCl moles exc= 0.02 -0.119Queda= 8.1x moles- Moles NaCl formado:-Moles de formado:

= 0.2141gr x = 0.214 ml 0.0119

Factores que hacen que aleje del rendimiento:El agua absorbe el

En el procedimiento :

96gr formado =140 ml2) Agregamos 1gr de al matraz3) Agregamos HCl 200ml (1M)0Si : 0.1M = 14) Pesamos el matraz cuyo resultado fue 131.08 (NaCl + H2O; HCl)5) PH= 1.4 Hallamos el teorico: Exceso de HCl = 0.4 mol/l -log4x= PH teorico= 0.397PH real=1.86) Evaporamos el gas para obtener la masa del NaCl:

Hallamos rendimiento:Para el NaCl:Rend=

Para el HCl:Rend= 28.35%Para el :Rend=

V.CONCLUSIONES

a) Se concluye que el reactivo limitante ha permitido obtener la masa terica de los productos, y poder compararlo con lo obtenido en la experiencia realizada, hallando as el rendimiento

b) Se concluye que el rendimiento de una reaccin depende no solo de la limpieza de los utensilios sino tambin de la concentracin de los reactivos.

VI.BIBLIOGRAFIA

Qumica II: un enfoque constructivista (2007). Pearson Educacin. p. 31

Caballero Hurtado, Agustn (2006).Cmo resolver problemas de estequiometra. Editorial Filarias. p.132.

Lozano Lucena, J. J.; Rodrguez Rigual, C. (1992).Qumica 3: estequiometra. Pearson Alhambra. p.64.

Muller; Ara Blesa, Antonio (1965).Fundamentos de estequiometra. Editorial Acribia, S.A. p.345.

VII.ANEXOS1. La eficiencia en reacciones industriales