Laboratorio de Ciencia Básica UADY Facultad de Química Laboratorio de Ciencia Básica PRÁCTICA 6: DETERMINACIÓN DEL PESO EQUIVALENTE DE UN METAL Equipo 4: Alma Basto Moo K. Yuritza Domínguez Santos Erick David Gómez Castillo Mónica González Díaz Carolina Solís Conde

OBJETIVOS Relacionar el volumen de gas hidrógeno generado con la masa del gas obtenido en una reacción de desplazamiento entre ácido clorhídrico y un metal. Determinar el peso equivalente de un metal a través del volumen de gas hidrógeno desprendido. Aplicar la ley de los gases ideales, la ley de Boyle y la ley de Charles.

ANTECEDENTES

REACCIONES DE DESPLAZAMIENTO Las reacciones en las cuales un elemento desplaza a otro de un compuesto, reciben el nombre de reacciones de desplazamiento. Estas son siempre reacciones redox. Se dice que un metal es más activo cuando este se oxida con facilidad.

Reacciones de desplazamiento Los metales activos desplazan a los metales menos activos o al hidrógeno de sus compuestos en disolución acuosa para dar la forma oxidada del metal más activo y la forma reducida (metal libre) del otro metal o del hidrogeno.

Los metales mas activos aparecen en la parte superior de la primera columna; estos tienden a reaccionar para dar sus formas oxidadas (cationes). Los elementos de la parte inferior pasan de sus formas oxidadas a las reducidas.

Reacciones de desplazamiento Existen tres tipos diferentes de reacciones de desplazamiento:

Reacción de desplazamiento: Metal + Ácido No oxidante Un método común para preparar pequeñas cantidades de hidrogeno es la reacción de los metales activos con ácidos no oxidantes como HCl o H2SO4. Por ejemplo cuando se disuelve Magnesio en HCl, la reacción da cloruro de magnesio. El hidrogeno se separa del acido y se desprende en forma de burbujas como H2 gaseoso. Mg(s) + 2HCl (l) MgCl2 (l) + H2 (g)

La masa equivalente del magnesio se puede determinar de forma experimental utilizando la técnica  de desplazamiento del hidrógeno y las leyes de los gases.

Consiste en hacer reaccionar una masa conocida de magnesio metálico con un catión de hidrogeno, aportado por un ácido diluido.

Peso equivalente Peso equivalente de un elemento se define como el peso del mismo que se combina o se puede referir a la combinación con ocho partes en peso de oxigeno, o con 1008 partes en peso de hidrogeno.

En el caso de compuestos hidrogenados como el HCl, NH3, CH4 En el caso de compuestos hidrogenados como el HCl, NH3, CH4. El peso equivalente del elemento se puede obtener a partir de su relación ponderal de combinación directa con el hidrogeno.

Ley de los gases En la mayor parte de las situaciones ambientales, los gases se encuentran a presiones suficientemente bajas, que les permiten comportarse casi como gases ideales. A través del estudio experimental de los gases han surgido ciertas leyes:

Ley de boyle Establece que el volumen de un gas a temperatura constante varia en proporción inversa a su presión esto es

Ley de charles Establece que: el volumen de un gas a presión constante varía en proporción directa a su temperatura absoluta. V es el volumen. T es la temperatura absoluta (es decir, medida en Kelvin). k2 es la constante de proporcionalidad.

Gases ideales Es la forma más sencilla de la ecuación de la ecuación general que se aplica a los gases reales. A presiones bajas y temperaturas normales casi todos los gases tienen un comportamiento ideal. PV= nRT P = Presión absoluta  V= Volumen  n= Moles de gas  R= Constante universal de los gases ideales  T= Temperatura absoluta

Determinación del peso equivalente de un metal Preparar solución de HCl 4 M Valorar la solución del HCl Pesar 0.1 g de Mg Preparar el equipo de medición Revisar que la probeta este llena de agua y sin burbujas Agregar 5mL de HCL y Mg α

Tapar la probeta Agitar cuando el HCl y Mg reaccionen Vigilar que el H quede atrapado Esperar de 2 a 5 minutos Tomar la temperatura

R1 Enfriar el matraz kitasato a temperatura ambiente Igualar las temperaturas Ajustar el nivel de agua de la probeta con respecto al externo Determinar el volumen de agua del tubo de vidrio doblado y adicionarlo al volumen del H R1 Hacer el experimento por duplicado

MgCl2 : Residuo de metales y sales inorgánicas MANEJO DE RESIDUOS MgCl2 : Residuo de metales y sales inorgánicas R1

V1= volumen requerido de HCl Cálculos previos V1= volumen requerido de HCl V2=volumen total de HCl M=molaridad PM=peso molecular %P=pureza del ácido P=densidad Solución de HCl a 4.0M HCl 100% puro HCl 37% puro

Referencias Whitten, K. W.; Davis, R. E.; et al. Química, 8ª ed.; Cencage learning: México, 2008; pp 145-149. Rodriguez, J. Estequiometría química, aspectos cuantitativos teoría atomica molecular. Antona S.A. Universidad de Castilla La Macha,1995,pp. 141. Glynn, J.; Heinke, G. Ingeniería ambiental, 2ª ed. Pearson educacion, México,1996,pp. 169-172. http://www.unet.edu.ve/~labq1/Practicas/Practica%207.htm (Consultado en octubre 2013)