MÉTODOS GRAVIMÉTRICOS

Presentación del tema: "MÉTODOS GRAVIMÉTRICOS"— Transcripción de la presentación:

1 MÉTODOS GRAVIMÉTRICOS
PRÁCTICA #3 CAROLAY NARANJO SEBASTIÁN CELIS ERIKA CARDENAS JUAN BARRERA ANÁLISIS QUÍMICO UNISANGIL SEDE YOPAL JULIO 2015

2 INTRODUCCIÓN OBJETIVO GENERAL
Los precipitados normalmente deben lavarse. La solución de lavado se elige con vistas a minimizar las perdidas por solubilidad y los efectos de coprecipitación o peptización. La gravimetría consiste normalmente en la separación de una sustancia por precipitación seguida de su aislamiento y pesada en una forma de composición conocida. OBJETIVO GENERAL Conocer el rendimiento real de una reacción por medio del trabajo de laboratorio, teniendo en cuenta la base teórica que se necesita para poder llevarse a cabo.

3 MATERIALES A UTILIZAR EQUIPOS REACTIVOS PLACA DE CALENTAMIENTO BALANZA
VASOS DE PRECIPITADO DE 50 Y 150 ML AGITADOR DE VIDRIO PAPEL FILTRO EMBUDO ANALÍTICO DE BASTAGO LARGO VIDRIO RELOJ FRASCO LAVADOR CRISOL O CAPSULA DE PORCELANA MECHERO TRIPODE PINZAS PARA CRISOL PROBETA DE 10 ML REACTIVOS SULFATO DE SODIO (Na2SO4) CLORURO DE BARIO (BaCl2*2H2O) AGUA DESTILADA

4 PROCEDIMIENTO TEORICO
CALCULAR LA CANTIDAD DE SUSTANCIA DE BaSO4 OBTENIDA A PARTIR DE LA REACCION DE 0,5g Na2SO4 CON BaCl2 . ECUACION Na2SO4 + BaCl  NaCl +BaSO4 PM Na2SO4 = 142g PM BaCl2 = g PM 2NaCl = 116.9g PM BaSO4 = g 0,5g Na2SO4* 1mol Na2SO4 142g ∗ 1mol BaSO4 1mol Na2SO4 * gBaSO4 1mol BaSO4 =0.82g BaSO4

5 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
1. Preparación de las soluciones Para poder determinar la masa de BaCl2 se necesita primero determinar la ecuación de equilibrio, ya que se conoce la masa de una sustancia, y por medio de equivalentes de mol se determina. Na2SO4 + BaCl  NaCl +BaSO4 Esta ecuación nos demuestra que un mol de BaCl2 reaccionara con un mol de Na2SO4 lo que nos sirve como fuente para determinar la masa de BaCl2. Entonces se toma 1 gramo de Na2SO4 el cual se le determinara el equivalente en mol, para poder determinar la masa del otro reactivo. 0,5 g Na2SO4 *(1mol Na2SO4 / 142 g) = 3.5*10-3 mol Na2SO4

6 El resultado es: 3. 5. 10-3 mol Na2SO4
El resultado es: 3.5*10-3 mol Na2SO4. De acuerdo a esto, también se debería usar 3.5*10-3 mol BaCl2, al cual conociendo la mol y el peso molecular se obtiene la masa del compuesto. 3.5*10-3 mol BaCl2 * 𝑔 1molBaCl2 =𝟎.𝟕𝟐𝐠 El resultado es: 0.72 gramos BaCl2. Este es el peso del segundo reactivo que se usara para obtener el resultado esperado, un precipitado en una solución no miscible, lo que favorece al proceso de filtrado. Como se indicó, ya se poseen las dos masas, es decir, en un vaso precipitado se agrega 0.5 gramo Na2SO4 y en el segundo vaso precipitado se agrega 0.72 gramos BaCl2 a cada recipiente se le agrega 10 mililitros de agua destilada.

7 2. Reacción Para que la reacción sea satisfactoria o correcta, se necesita como catalizador la temperatura, para ello, los recipientes se colocan en un baño de vapor. En el momento que las soluciones alcanzan la temperatura adecuada, el recipiente que contiene Na2SO4 + H2O se deposita en el otro recipiente que contiene BaCl2 + H2O, dando como resultado una sustancia de color blanco cuando las soluciones se mezclan. Figura 1. Vaso precipitado que contiene BaCl2.2H2O(ac)+Na2SO4(ac), dando como resultado d e la reacción una solución de color blanco que se precipita como BaSO4(s) no soluble, y como subproductos 2NaCl(ac) mas H2O . Imagen captada por Carolay Naranjo.

8 El compuesto que se precipita es BaSO4
El compuesto que se precipita es BaSO4. Este producto insoluble en agua, y es usado en la industria por su color blanco y densidad como pigmento para el papel, relleno de plásticos y agente de contraste radiológico. Como subproductos el cloruro de sodio y agua, los cuales son solubles entre sí, por ello el cloruro de sodio no se puede separar por este método. 3. Filtración El proceso de filtrado, tiene como fin separar la sustancia liquida con la sustancia sólida. Para ello, se prepara en un embudo de vástago y el trípode el sistema para poder separar las sustancias. La sustancia que se encuentra en el vaso precipitado se deja reposar a una temperatura ambiente, y en el instante que alcanzo la temperatura ambiente comienza el proceso de filtrado. Algunos datos que se tendrán en cuenta para el desarrollo es el peso del papel de filtro, el cual obtuvo un peso de 0.83 gramos.

9 Como resultados del proceso de filtrado, obtiene en el papel de filtro BaSO4 la cual posee un color blanco, con características de no ser soluble en agua. Como subproductos de la reacción, se obtiene agua y cloruro de sodio. Ambos compuestos son solubles entre sí, por tal motivo no se precipitan. Figura 2. Representación grafica del instante cuando la solución solida BaSO4(s) no soluble es retenida mientras los subproductos NaCl(ca) y H2O son precipitados. Imagen captada por Carolay Naranjo.

10 4. Secado de la muestra El proceso de secado de la sustancia, sirve para remover la humedad que exista en él, para ello se coloca sobre una estufa. El papel de filtro antes de iniciar el proceso de secado al fuego, se pesa dando un resultado de 7.21 gramos de BaSO4. Como resultado de la masa después del proceso de secado del compuesto BaSO4 corresponde a 1.80 gramos, pero en realidad el peso del compuesto es 0.97 gramos, esto se debe a que se le resta el valor del peso del papel de filtro. Después del proceso de secado y los 10 minutos correspondientes, el resultado es de 0.97 gramos. Figura 4. Representación grafica del compuesto BaSO4, después de ser expuesto a secado. La masa correspondiente es de 1.78 gramos con papel filtro, y la masa del producto real es de 2.61 gramos después del proceso de secado de 10 minutos el peso del producto es de 0.97 gramos. Imagen captada por Carolay Naranjo.

11 Tabla 1. Pesos obtenidos en el procedimiento en momentos diferentes.
Momento del procedimiento peso del momento 1 unidad del papel de filtro 0.83 g Papel de filtro con sustancia retenida BaSO4 después del proceso de secado más 10 minutos a temperatura ambiente. 1.80 g Peso de la sustancia BaSO4 restando el peso de los elementos presentes. Momentos final. 0.97 g

12 4.8*10-3mol BaCl2*(1mol Na2SO4/1mol BaCl2)
PREGUNTAS a) Calcule la cantidad de sustancia de Na2SO4 que hay en su muestra. Incluya el dato de su pesada. Para poder determinar la cantidad real de sustancia de Na2SO4 se debe primero determinar cuál es el reactivo limite. El reactivo limite es aquel que primero se consume respecto al otro reactivo, siendo así, el reactivo limite en la reacción es BaCl2 donde respecto a un gramo, su respectivo valor en mol es 4.09*10-3 mol BaCl2. Ahora se va a determinar la cantidad de acuerdo a la ecuación de la reacción. 4.8*10-3mol BaCl2*(1mol Na2SO4/1mol BaCl2) Esto debe reacción con 4.8*10-3 Na2SO4. El peso molecular de 142 gramos, lo que respecto al valor indicado de mol, el valor en gramos usados en la reacción corresponde a 0.58 gramos. Los gramos restantes que no reaccionaron corresponden a 0.42 gramos.

13 e) Calcule el rendimiento teórico de BaSO4, Calcule el rendimiento experimental, empleando su dato de pesada y Calcule el porcentaje de rendimiento de BaSO4. El porcentaje de rendimiento es en vale a la fórmula: El valor experimental corresponde al que se obtuvo en el laboratorio, el valor corresponde a 0.97 gramos, mientras el valor teórico es 0.83 gramos. % = *100 = 1.16

14 PORCENTAJE DE ERROR = 0.5 1.16 *100 PORCENTAJE DE ERROR= 0.43
Ahora para determinar el porcentaje error se realiza en base a la fórmula: El error relativo es el valor teórico menos el valor experimental. De acuerdo a esto y a los valores obtenidos, el valor del error relativo es 0.5 PORCENTAJE DE ERROR = *100 PORCENTAJE DE ERROR= 0.43

15 h) Si los rendimientos experimental y teórico son diferentes, discuta las posibles causas de esta diferencia. Sea específico. La diferencia puede ser debido a errores experimentales, es decir, cuando una muestra que está en un recipiente es traspasada a otro, pueden quedar residuos provocando que el valor teórico sea diferente al valor obtenido de forma experimental. Otro error que puede provocar el fallo es la pesada de los reactivos. i) De qué manera los siguientes errores experimentales afectarán el % de rendimiento: - El producto fue pesado antes de que estuviera completamente seco.

16 El porcentaje aumentaría dando valores de 200% o superior
El porcentaje aumentaría dando valores de 200% o superior. Esto lo corroboramos cuando pesamos el papel húmedo, como un dato indicador de pesaje el cual nos da un valor de 7.31 gramos de sulfato de bario. Entonces para determinar el valor del rendimiento teórico se realiza en base a valor experimental dividido sobre el valor teórico multiplicado por 100, nos daría un valor muy elevado. La humedad del agua seria pesada provocando una alteración en el peso. - El peso fórmula del BaCl2 dihidratado se calculó sin tener en cuenta el agua de hidratación. Desde el principio todo estaría mal, la razón se debe porque el valor equivalente en moles no se modificaría desde el comienzo, sino el problema resulta cuando esas moles son convertidas en gramos, dándonos un valor inferior, y provocando que se obtenga menos del valor deseado.

17 j) Describa todos los cálculos que se requieren para preparar cada una de las soluciones indicadas en esta práctica. Conociendo la masa (0.5g) de sulfato de sodio se calcula el número de moles de estas solución (3.5∗10−3), se halla la masa de BaCl2.2H2O (208,24g) y a partir de esa masa se calcula las moles requeridas para la solución de sulfato de sodio, donde una mol se define como la cantidad de una sustancia dada que contiene tantas moléculas o unidades formulares como el número de átomos exactamente. Esta ecuación nos demuestra que un mol de BaCl2.2H2O reaccionara con un mol de Na2SO4 lo que nos sirve como fuente para determinar la masa de BaCl2.2H2O. Se toma 1 gramo de Na2SO4 el cual se le determinara el equivalente en mol, para poder determinar la masa del otro reactivo. 0.5 g Na2SO4 *(1mol Na2SO4 / 142 g)

18 Na2SO4 + BaCl2  2NaCl +BaSO4 3.5*10-3 mol BaCl2.2H2O * (208.24g/1mol)
El resultado es: 3.5*10-3 mol Na2SO4. De acuerdo a esto, también se debería usar 3.5*10-3 mol BaCl2.2H2O, al cual conociendo la mol y el peso molecular se obtiene la masa del compuesto. 3.5*10-3 mol BaCl2.2H2O * (208.24g/1mol) El resultado es: 0.72 gramos BaCl2.2H2O. Este es el peso del segundo reactivo que se usara para obtener el resultado esperado, un precipitado en una solución no miscible, lo que favorece al proceso de filtrado k) Indique las reacciones químicas de esta experiencia, y en base a la misma proponga dos ejercicios de aplicación. 1. Cuál es el rendimiento teórico de sulfato de aluminio a partir 39 gramos hidróxido de aluminio. Na2SO4 + BaCl  NaCl +BaSO4

19 Rta: marco teórico es de 85.5 g. Al2 (SO4)3

20 2. Sabiendo que 150 g Fe2O3 como reactivo limitante, cual es el rendimiento teórico del hierro, si el rendimiento real de Fe es 87.9 g. cuál es el porcentaje de rendimiento. A partir de la siguiente reacción Fe2O3 + 3 CO Fe + 3 CO2.

21 CONCLUSION Conococimos el rendimiento real de una reacción en este caso (Na2SO4 + BaCl2) la cual al hacer el procedimiento respectivo de cada uno de los pasos guías se obtuvo un precipitado de BaSO4 dando un valor experimental de 0.97 g y a un porcentaje de error de 4,3 lo que quiere decir que se obtuvo mas masa de lo esperada frente al valor dado teóricamente de la reacción la cual era de 0.82 g de BaSO4

22 BIBLIOGRAFÍA [1] Walter E. Harris Herbert A. Laitinen, Análisis químico: texto avanzado y de referencia, Reverte, Ed., 1982. Albade, S. y Aramendia, P. (2001), Química 2. Química en acción. Colihue SRL. Douglas, A. Skoog, D.M., West, F., y Holler, J. (1997), Fundamentos de la química analítica (2 vols.), 604p.

23 …..GRACIAS