lab quimica leyes de las combinaciones quimicas

Leyes de las combinaciones químicas Natali Correa García, Daniela Giraldo Cardona

Universidad Católica de Pereira Pereira, Colombia

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I. RESUMEN

Demostrando experimentalmente las leyes de las combinaciones químicas pretendemos entender razonadamente conceptos aplicados como lo son las leyes de las proporciones múltiples y las proporciones definidas.

Como prueba de estos utilizaremos algunas sustancias químicas, haciéndolas reaccionar al aplicar calor, para así obtener los resultados experimentales requeridos para esta práctica. Examinando el KClO! y el KClO!, representando así todos los temas aprendidos en clase y aplicándolos a los valores que estas reacciones nos proporcionan a lo largo del laboratorio.

Estos datos recogidos nos demuestran cómo se puede liberar oxígeno de cada sustancia química y como a pesar de cada sustancia tener un poco más o un poco menos de oxigeno sus resultados tienen algunas similitudes. Utilizamos también un catalizador ( 𝑀𝑛𝑂! ) el cual en nuestro caso actuó en el KCl𝑂! de manera positiva es decir, como acelerador y en el KCl𝑂! pudimos observar que tuvo algún mal desempeño que podríamos calificar como negativo, es decir que no hizo acelerar el proceso debido a la poca cantidad aplicada.

II. INTRODUCCIÓN

A través del presente trabajo lo que se pretende demostrar son las utilidades que tienen las leyes de proporciones múltiples y proporciones definidas, las cuales en virtud de un proceso de combinación generan una reacción que se aplican para KClO! Y el KClO! a través de un catalizador el cual es 𝑀𝑛𝑂! que dan como resultado la aceleración del proceso de la reacción.

Para lograr este resultado se deben utilizar materiales tales como tubos de ensayo, palillos de ignición entre otros; y los reactivos ya mencionados.

III. MATERIALES Y REACTIVOS

A. Materiales -Dos tubos de ensayo -Pinzas para tubo de ensayo -Lana de vidrio -Palillos de ignición -Vidrio de reloj -Piseta -Balanza analítica -Espátula -Mechero

B. Reactivos -Clorato de potasio KClO!

-Perclorato de potasio KClO! -Óxido manganeso (IV) -Palillos de ignición

IV. PROCEDIMIENTO

Para ambos laboratorios debimos rectificar que contáramos con todos los materiales requeridos (Fig. 1), para empezar los tubos de ensayo debían estar limpios y secos. Para que así los reactivos no quedaran adheridos a las paredes y para no ocasionar una reacción química diferente; primero se pesaron los tubos de ensayo por separado después se tomaron 2 gramos de cada reactivo, para poder medirlos adicionados en el vidrio de reloj poco a poco hasta llegar a la medida, posteriormente con cuidado se agregaron a cada uno de los tubos de ensayo los cuales fueron pesados, luego a cada reactivo se le adiciono una pizca de catalizador ( 𝑀𝑛𝑂! ). A cada tubo de ensayo se le introdujo un poco de lana de vidrio el cual fue ubicado a la mitad del tubo de ensayo, los cuales fueron pesados nuevamente.

Para finalizar, encendimos el mechero y tomamos el tubo de ensayo con las pizas, ubicando el tubo de ensayo sobre el mechero (Fig. 2) calentándolo poco a poco y girándolo suavemente, de esta manera a medida que se fue calentando notamos como se empezó a liberar el oxígeno que creo esta reacción (Fig. 3). Para comprobar que la reacción hubiese terminado calentamos el palillo de ignición y lo introdujimos por el tubo de ensayo con mucho cuidado, si este estallaba el oxígeno no había sido totalmente liberado, y si no, la reacción había terminado. Este procedimiento fue realizado para cada tubo de ensayo por separado.

Fig. 1 Materiales requeridos

Fig. 2. Tubo de ensayo sobre mechero (Calentamiento).

Fig. 3 Desprendimiento de oxígeno (Residuo de la reacción).

TABLA I

DATOS REFERIDOS EN LA EXPERIENCIA (KClO!)

Peso del tubo vacío 10,3253g Peso del KClO! 2,0043g Peso del tubo + KClO! 12,2459g Peso del tubo + KClO! + Lana + MnO! 12,3815g Lana de vidrio 0,0519g Peso del tubo + Residuo 12,3733g

TABLA II DATOS REFERIDOS EN LA EXPERIENCIA

(KClO!)

Peso del tubo vacío 7,7959g Peso del KClO! 2,0040g Peso del tubo + KClO! 9,7526g Peso del tubo + KClO! + Lana + MnO! 9,9375g Lana de vidrio 0,1376g Peso del tubo + Residuo 9,8629g

V. CALCULOS Y RESULTADOS La reacción que obtuvimos en el laboratorio con el KClO! al

aplicarle calor fue la liberación de O!, en la cual evidenciamos como se empezaron a formar burbujas hasta la liberación de

todo el oxígeno. En el tubo de ensayo quedo el residuo es decir KCl como una masa pequeña en el fondo.

TABLA III

Calculos y resultados obtenidos

Peso del tubo vacío 𝑇! 10,3253g Peso del KClO! 𝑀! 2,0043g

Peso del tubo + KClO! 𝑀! 12,3733g

Peso del tubo + Residuo

𝑇! 12,2459g

Peso del residuo, KCl 𝑇! − 𝑇! 1,9961g

Peso del oxígeno desprendido 𝑀! − 𝑇! 0.1274 g Peso del oxígeno en 1 g de KClO! 0.024mol de O

Peso del oxígeno combinado con 1g de KCl en KClO!(Teórico)

0.64 g de O

• 1𝑔 𝐾𝐶𝑙𝑂! ∗!!"# !"#!!!""! !"#!!

∗ !!"# !! !"#$%#!!

• 1𝑔 𝐾𝐶𝑙 ∗ !!"# !" !"#!" ! !"#

∗ ! !"#$% !! !"# !"#

∗ !" ! !! !"# !

Para la reacción KClO! en la liberación del oxígeno tuvimos inconvenientes dado que al aplicarle calor al tubo de ensayo, la reacción demoro mucho porque utilizamos muy poco catalizador (MnO!).

Después de 5 minutos de estar aplicado calor, el oxígeno empezó a liberarse pero solo se liberó de la mitad del KClO!, ya que una parte de compuesto se quedó arriba y otra abajo. La parte arriba se solidifico y no libero oxígeno, debido a esto tendremos algunos resultados menos precisos.

TABLA IV

Peso del tubo vacío 𝑇! 7,7959g Peso del KClO! 𝑀! 2,0040g

Peso del tubo + KClO! 𝑀! 9,8629g

Peso del tubo + Residuo

𝑇! 9,7526g Peso del residuo, KCl 𝑇! − 𝑇! 2,004g

Peso del oxígeno desprendído 𝑀! − 𝑇! 0,0746g Peso del oxígeno en 1 g de KClO! 0.028mol de O

Peso del oxígeno combinado con 1g de KCl en KClO!(Teórico)

0.86g O

• 1𝑔 𝐾𝐶𝑙𝑂! ∗

!!"# !"#!!!""! !"#!!

∗ !!"# !! !"#$%#!!

• 1𝑔 𝐾𝐶𝑙 ∗ !!"# !" !"#

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! !"# !

VI. CUESTIONARIO

A. Pre-Laboratorio 1. Explique la Ley de las proporciones definidas y la Ley

de las proporciones múltiples. Utilice ejemplos. Ley de las proporciones definidas: Cuando se combinan dos o más elementos para dar un compuesto determinado, siempre lo hacen en la misma

proporción fija, con independencia de su estado físico y de la manera de obtenerlo.

2𝐶 + 𝑂! → 2𝐶𝑂 2moles 1 mol 2moles Moles

12 32 28 Peso molecular

Masa = Moles * PM Ley de las proporciones multiples: Cuando dos elementos A y B, son capaces de combinarse entre sí para formar varios compuestos distintos, las distintas masas de B que se unen a una cierta masa de A, están en relación de números enteros y sencillos. Ejemplo: La combinación de una misma cantidad de Carbono (12 gramos) con distintas cantidades de Oxígeno.

𝐶 + 𝑂! → 𝐶𝑂! 12𝑔 𝑑𝑒 𝐶 + 32𝑔 𝑑𝑒 𝑂! → 44𝑔 𝐶𝑂!

𝐶 + 12𝑂! → 𝐶𝑂! 16𝑔 𝑑𝑒 𝐶 + 32𝑔 𝑑𝑒 𝑂! → 44𝑔 𝐶𝑂!

Se observa que las cantidades de oxígeno mantienen la relación numérica sencilla (en este caso “el doble”)

3216 = 2

2. Suministre el nombre químico a cada uno de los

siguientes compuestos y halle el porcentaje de oxígeno en cada uno de ellos:

Nombres químicos: Á𝑐𝑖𝑑𝑜 ℎ𝑖𝑝𝑜𝑐𝑙𝑜𝑟𝑜𝑠𝑜 ∶ 𝐻𝐶𝑙𝑂 Á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑐𝑙𝑜𝑟𝑜𝑠𝑜: 𝐻𝐶𝑙𝑂! Á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑐𝑙ó𝑟𝑖𝑐𝑜: 𝐻𝐶𝑙𝑂!

Á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑝𝑒𝑟𝑐𝑙ó𝑟𝑖𝑐𝑜 : 𝐻𝐶𝑙𝑂! Porcentajes de oxígeno:

1𝑔 𝐻𝐶𝑙𝑂 ∗1 𝑚𝑜𝑙 𝐻𝐶𝑙𝑂52.44𝑔 𝐻𝐶𝑙𝑂 ∗

1 𝑚𝑜𝑙 𝑂1 𝑚𝑜𝑙 𝐻𝐶𝑙𝑂 = 0.019 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑂

1𝑔 𝐻𝐶𝑙𝑂! ∗

1 𝑚𝑜𝑙 𝐻𝐶𝑙𝑂!68.43𝑔 𝐻𝐶𝑙𝑂!

∗2 𝑚𝑜𝑙 𝑂

1 𝑚𝑜𝑙 𝐻𝐶𝑙𝑂!= 0.029 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑂!

1𝑔 𝐻𝐶𝑙𝑂! ∗1 𝑚𝑜𝑙 𝐻𝐶𝑙𝑂!84.42𝑔 𝐻𝐶𝑙𝑂!



1𝑔 𝐻𝐶𝑙𝑂! ∗

1 𝑚𝑜𝑙 𝐻𝐶𝑙𝑂!100.41𝑔 𝐻𝐶𝑙𝑂!



3. Describa los principales usos del oxígeno:

El oxígeno se utiliza de diversas maneras como lo es en forma líquida, como combustible de cohetes y misiles, fabricación de explosivos y también para producir la llama de las soldaduras oxiacetilénica y oxhídrica. Se utiliza más comúnmente en medicina como componente del aire artificial para personas con insuficiencias respiratorias graves. El ozono se usa como bactericida en algunas piscinas, para la esterilización de agua potable (aunque es más caro que el cloro), y como decolorante de aceites, ceras y harinas. El oxígeno también es usado en las plantas de tratamiento y purificación de aguas residuales. El oxígeno es bombeado a través del agua, lo que aumenta la producción de las bacterias naturales, lo que descompone los productos de desecho.

4. Qué es un catalizador y cuál es su función?

Un catalizador es una sustancia química que acelera un proceso de reacción, sin sufrir cambios físicos ni químicos en la reacción, es decir que este no la afecta. Pueden ser positivos o negativos, siendo el positivo quien contribuye a que la reacción se acelere y el negativo hace que la reacción vaya más lento. El catalizador no sufre ninguna alteración visible después de la reacción química, la misma cantidad de catalizador que se utiliza al inicio de la reacción es la que se obtiene al final de la misma. Se necesita una muy pequeña cantidad de catalizador para que cumpla su función de acelerar o alentar la reacción química. Ejemplo de Catalizador: El Dióxido de Manganeso (Mn𝑂!) es utilizado como catalizador en la descomposición del peróxido de hidrógeno (𝐻!𝑂!). Al agregar Mn𝑂! al 𝐻!𝑂! este último se descompone en agua y oxígeno pero la cantidad de Mn𝑂! no sufre ningún cambio. La reacción química queda representada de la siguiente forma.

2𝐻!𝑂! + n Mn𝑂! → 2𝐻!𝑂 + 𝑂! + n Mn𝑂!

B. Cuestionario: 5. Calcule el porcentaje de oxígeno en el clorato de

potasio según sus datos.

KClO! = 0.1274%2.0043%

∗ 100 = 6.35%

6. Calcule el porcentaje teórico del oxígeno en el

KCl𝑂!.

%0 = 3∗16!"" ! !" !"#!!

∗ 100 = 83.85% 𝑂

7. Calcule el porcentaje de error en la determinación (KClO!)

6.35𝑔 𝑂 − 39.34𝑔𝑂39.34𝑔𝑂

∗ 100 = 83.85% 𝐸𝑅𝑅𝑂𝑅

8. Teniendo en cuenta el peso del oxígeno combinado

con 1g de KCl en KCl𝑂!, 𝑠𝑒𝑔ú𝑛 𝑙𝑜𝑠 𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑜𝑠 basados en el resultado experimental, muestre como los valores ilustran la Ley de las proporciones múltiples.

La ley de las proporciones múltiples en la parte experimental fue un error ya que los datos no fueron bien tomados por eso no se puede realizar esta proporción ya que os datos no son exactos la relación tiene que ir de ¾ y en la experimental va de 1/1 por lo tanto no se cumple.

9. ¿Cuál será el efecto sobre la fracción de oxígeno desprendido por cada gramo de KCl𝑂! , si parte del mismo no se ha descompuesto?

En realidad es KCl y algo más de oxigeno despendido por gramo de KClO! este es el efecto que se da sobre la fracción.

24g 32g 56g

10. ¿Cómo puede usted demostrar en los calentamientos,

que todo el KCl𝑂! y todo el KCl𝑂! se han descompuesto?

Para comprobar que el oxígeno se ha descompuesto totalmente se introduce el palillo de ignición al momento de calentar el tubo de ensayo ya sea con KClO! o con KClO!, si dicho compuesto no explota esto quiere decir que el oxígeno se ha descompuesto.

11. ¿Parte del oxígeno que se desprende en ambas descomposiciones proviene del Mn𝑂!?

No, este desprendimiento de oxígeno no proviene del Mn𝑂!, ya que como catalizador su función es acelerar el proceso, y este a su vez no afecta ni cambiar la reacción química o físicamente.

12. ¿Cómo explica la función que desempeña el Mn𝑂! en las descomposiciones anteriores?

La función que desempeña el Mn𝑂! en las

descomposiciones anteriores es de acelerador como se dijo anteriormente. El Mn𝑂! es una sustancia química que se mantiene en la reacción, pero no cambia, su masa al terminar la reacción sigue siendo constante.

13. Señale algunas causas de error en la presente experiencia.

Una de las causas de error de la experiencia, fue en primera instancia el acercamiento constante a un laboratorio, esto hizo que surgieran algunas dificultades y demoras a la realización del mismo. Por otra parte en cuanto a las reacciones y los resultados que se pudieron obtener y analizar, tuvimos errores en cuanto a la mala medida del Mn𝑂! ya que al añadirlo al KCl𝑂! el Mn𝑂! en la reacción no fue suficiente e hizo las veces de catalizador negativo haciéndole sufrir a la reacción un lento proceso y para destacar que no fue completo el desprendimiento de oxígeno, ya que una parte del KCl𝑂! se quedó en la parte superior del tubo de ensayo y no tuvo ninguna alteración.

VII. CONCLUSIONES

• En este laboratorio se obtuvieron tanto conocimientos,

como conceptos claros de las leyes de las combinaciones químicas, haciendo una idea mucho más clara, aunque debido al tiempo, y siendo este nuestro primer acercamiento a la práctica, algunas de las muestras no estaban tan exactas ni bien tomadas, esto contribuyó a que existieran unos porcentajes de error; por esto ambas comprobaciones de leyes se produjeron erróneamente.

• Teniendo en cuenta este acercamiento a la práctica como tal tuvimos una manera mucho más clara de identificar y utilizar tanto los materiales como los reactivos (que son, para que sirven, etc.), esto podrá ayudarnos en las próximas prácticas.

• Realizando algunas investigaciones y apoyadas con el material de clase, se comprendió de una manera más

didáctica y fácil como podríamos utilizar todos estos conceptos, siendo estos relacionados con la practica experimental.

VIII. BIBLIOGRAFIA

[1] González M., Química la guía “Ley de las proporciones múltiples”. Octubre de 2010. Disponible en URL: http://quimica.laguia2000.com/conceptos-basicos/ley-de-las-proporciones-multiples [2] Blog química fácil. “Ley de las proporciones definidas o de Proust”. Octubre de 2010. Disponible en URL: http://aprendequimica.blogspot.com.co/2010/10/ley-de-las-proporciones-definidas-o-de.html [3] Peters, D. trad, Guevara, A. eHow. “¿Cuáles son los principales usos del oxígeno?”. Disponible en URL: http://www.ehowenespanol.com/cuales-son-usos-comunes-del-oxigeno-nuestras-vidas-diarias-info_241564/ [4] Ejemplo de. “Ejemplo de catalizadores”. 2015. Disponible en URL: http://www.ejemplode.com/38-quimica/2814-ejemplo_de_catalizadores.html [5] WebQC (Chemical portal). “Calculadora de masa molar, peso molecular y composición porcentual”. Disponible en URL: http://es.webqc.org/molecular-weight-of-KClO3.html [6] Tp Laboratorio Químico. “Ley de Dalton o ley de las proporciones múltiples”. Disponible en URL: https://www.tplaboratorioquimico.com/quimica-general/las-propiedades-de-la-materia/ley-de-dalton-o-ley-de-las-proporciones-multiples.html

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