Práctica 11: Reactivo limitante, rendimiento teórico y rendimiento real

20.02.2013 15:44

Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey

 

Laboratorio de Química Experimental

Profesor: Victor Hugo Blanco Lozano

Equipo No. 6

Integrantes:

Jazmín V. Fortoul Díaz A01099151

Samantha Perera Guin A01172259

Daisy Hernandez García A01324285

Andrea Arenas Rodríguez A01099846

Objetivo:

1.1Escribir una ecuación química ajustada para descubrir una reacción química.

2.1Usar el concepto de reactivo limitante en cálculos con ecuaciones químicas.

2.2Comparar la cantidad de sustancia realmente formada (rendimiento real) con la cantidad predicha (rendimiento teórico) y determinar el porcentaje de rendimiento.

 

Introducción:

En toda reacción química los componentes no están en la misma proporción , de hecho siempre hay un reactivo que está en mayor proporción que el otro, el reactivo que limita la reacción es el reactivo limitante y es el que produce la menor cantidad de producto. Pero en sí lo que se produce realmente no es el resultado de las relaciones estequiometricas sino que es el rendimiento experimental lo que realmente se obtiene de la reacción , para obtenerlo es necesario dividir la cantidad real obtenida entre la cantidad teórica máxima que puede obtenerse (100%) se llama rendimiento. Por otro lado , la cantidad de producto  que debiese formarse si todo el reactivo limitante se consumiera en la reacción, se conoce como rendimiento teórico; Durante la práctica lograremos observar como se llevan a cabo éstas reacciones y se obtendran valores que nos permitiran conocer como se lleva a cabo el rendimiento de éstas.

 

Desarrollo:

Experimento 1:

Volumen de gas obtenido:    

Se recolectaron 120 ml de gas

Reacciones: 

CH3COONa + NaOH -----> Na2CO3 + CH4

  • 1,5g de acetato de sodio

  • 0.75g de NaOH

  • 0.75g de Oxido de Calcio

 

Pesos moleculares:

CH3COONa: 82.03481

NaOH: 39.99717

                                                    

C) ¿Cuál es el reactivo limitante?

Es el acetato de sodio con 1.5 g.

D) ¿ Y el reactivo en exceso?

El reactivo en exceso es el hidróxido de sodio con .75 g. 

(Velásquez, (s.f))

                                                                        

                                                               Colocación del sistema para la obtención

                                                                                      de metano

 

Experimento2:

Soluciones:

(Blackboard,2013)

Tabla 1

           

No. De tubo

mL. A

mL. B   

Papel flitro+precipitado

Papel

Gramos obtenidos

 

1

4.5

.3

.5032 g                        

0.3984g 0.1048 g 

2

4.5

.9

.5828 g

0.3908g 0.192g
3 4.5 1.5 .7451g 0.4041g 0.341 g
4 4.5 2.1 .8756g 0.4119g 0.4637g
5 4.5 2.7 .8964g 0.4146g 0.4818g
6 4.5 3.3 .9184g 0.424g 0.4944g

7

4.5

3.9

1.0550g

0.3895g 0.6655g

8

4.5

4.5

1.1073g

0.3858g 0.7215g

9

4.5

5.1

1.2311g

0.4002g 0.8309g

10

4.5

5.7

1.1121g

0.4104g 0.7017g

11

4.5

6.3

1.7065g

0.3994g 1.3071g

12

4.5

6.9

1.1141g 0.4074g 0.7067g

 

 

1. ¿Qué relación se observa entre el volumen de reactivo B agregado y la masa de precipitado obtenida?

Que conforme agregabamos mayor cantidad de reactivo B la sustancia (precipitado) al calentarse comenzaba a aumentar su masa.

 

2. ¿Qué valor encuentra para la ordenada al origen?

La ordenada al origen estar posicionada cuando el el reactivo B llega a ser consumido del todo, dejando como masa la de la sustancia A.

 

3. ¿Qué significado tiene este valor?

Que despues de que el reactivo B haya sido consumido del todo, la masa del precipitado sera de  la sustancia A

 

4. ¿Se justifica que este valor sea diferente de cero?

Si, por que siempre habra masa del precipitado, ya sea por las masas de las dos soluciones o por la presencia de la sustancia A.

 

5. ¿En qué punto de la gráfica se observa un cambio de pendiente?

A partir del tubo 9 en donde el peso del precipitado llega a comenzar a disminuir(ser un poco constante)

 

6. ¿Estima usted que este cambio es significativo?

Si, ya que nos indica hasta que punto el reactivo limitante determina el peso del precipitado.

 

7. ¿Qué relación se observa entre el volumen de reactivo B agregado y la masa de precipitado obtenida en los tubos 8 a 12?

El volumen de los tubos de ensayo no era constante es decir iba en diminución, luego aumentaba y nuevamente disminuía, pero en general comenzó a disminuir.

 

8. ¿Por qué después del punto 8, para volúmenes cada vez mayores de reactivo B agregado, la masa de precipitado que se forma se mantiene constante?

Por que después de un tiempo a pesar de que hubiera grandes cantidades de reactivo excedente, la reaccion terminaba a cuasa del reactivo limitante.

 

 

                                                            

                                                                      Tubos de ensayo con Pb(NO3)2 y K2CrO4

Experimento 3:

1) Peso del Na2O3:

1.27 g

2) Obtención teórica de carbonato de calcio:

(Blackboard,2013)

                                                  

                                     1.27 g de Na2CO3                                                          Soluciones de Na2CO3   y CaCl2.2H2O

4) Peso obtenido:

El peso del filtro mojado fue de: .5548 g

El peso del filtro seco (100°C). .4940 g

 

5) Rendimiento

6) Observaciones y resultados:

Al mezclarse las soluciones se comenzó a formar una pasta blanca pastosa.

Una vez que se filtro la mezcla obtenida se le añadieron unas gotas de agua y de AgNO3, con lo cual se produjo un precipitado blanco.

                                                                                    

                                                                   Pasta formada por la mezcla de                                              

                                                                             Na2CO3 y CaCl2.2H2O

Cuestionario:

1. Dada la siguiente reacción:

                          MgBr2(aq) + 2AgNO3 --> 2AgBr+ Mg(NO3)2 (aq)

a) ¿Cuántos gramos de bromuro de plata se pueden formar cuando se mezclan soluciones

que contienen 50 g de MgBr2 y 100 g de AgNO?

b) ¿Cuántos gramos de reactivo en exceso se quedaron sin reaccionar?

(Blackboard,2013)

 

2. El compuesto color azul oscuro Cu(NH3)4SO4  se fabrica haciendo reaccionar sulfato de

cobre (II) con amoniaco.

                         CuSO4(ac) + 4NH3(ac)--> Cu(NH3)4SO4(ac)

a) Si se emplean 10.0g de CuSO4 y un exceso de NH3, ¿Cuál es el rendimiento teórico de

Cu(NH3)4SO4 ?

b) Si se obtienen 12.6g de Cu(NH3)4SO4 ¿Cuál es el rendimiento porcentual?

 

 

3. Dada la siguiente reacción:

                                                   2Na +I2 --->2NaI

Si se tienen 10g de Na, ¿calcule la cantidad de I2 necesaria para producir 65.2g de forma que

la reacción sea total?

2mol=45.96g

2mol---1 mol

45.96g----126.90g

10g--------x =27.610

1 mol---------2 mol

126.90g------299.76

27.90---------x=65.90 de I2

 

4.- Para producir NaCl, se colocan 20 grs de HCl y 80 de Na(OH). ¿Cual es el reactivo

limitante?

                          HCl + Na(OH) -> NaCl + H2O

Pesos moleculares

  • HCl:36.46097

  • Na(OH): 39.99717

  • NaCl: 58.4428

  • H2O: 18.01534

                                                       

El reactivo limitante es el HCl

(Velásquez, (s.f))

 

5.- De acuerdo con la siguiente reacción, su pongamos que se mezclan 637,2 g de NH3 con

1142 g de CO2. ¿Cuántos gramos de urea [(NH2)2CO] se obtendrán?

 

6.- En la reaccion de formacion de agua ,se hacen reacciones 2 gramos de hidrogeno con 2

gramos de oxigeno ¿Cuánta agua se formara?

H2+ O2 --> 2H20

  1. Reactivo limitante: O2
  2. Reactivo en exceso: H2

                 

 

7.- La reacción de 6.8 gr de H2S con exceso de SO2 produce 8.2 gr de S ¿Cuál es el

porcentaje de rendimiento de la reacción?

 

Conclusión:

Podemos concluir que las reacciones se llevan a cabo de manera cotidiana, ya sea en nuestro entorno, en nuestro cuerpo, en un laboratorio, etc., y mediante la estequiometria se puede conocer cómo es que reacción dos reactivos para formar uno o más productos. Se sabe que una reacción termina cuando uno de los reactivos es consumido por completo, y que el rendimiento que llega a haber en una reacción llega a depender de que tanto hayan reaccionado, por lo cual es muy difícil que se obtenga un 100% de eficiencia en las reacciones, ya que existen diversos factores que generan que no se consuma (convine) el 100% de las partículas de los diferentes reactivos. Con la práctica realizada pudimos observarlo de manera teórica y experimental, ya que mediante cálculos y mediciones logramos conocer el rendimiento de diversas reacciones.

 

Referencias:

Velásquez, A. (s.f.). Como identificar al reactivo limitante. Recuperado el 25 de

        febrero de 2013 de http://www.dcb.unam.mx/CoordinacionesAcademicas/FisicaQuimica/

        Quimica/articulos/_limitante.pdf

 

McGraw Hill. Tabla periódica. Mc Graw Hill Interamericana de España,

        S. Recuperado el 25 de Febrero de 2013 de  http://www.mcgraw-

        hill.es/bcv/tabla_periodica/mc.html

 

Blackboard. (2013). Practica No. 1. Reactivo limitante. Recuperado el 25 de

        febrero de 2013de http://cursos.itesm.mx/bbcswebdav/pid-55801569-dt-

        content-rid-69312951_2/courses/PUE.Q1014.2.1311.4897/P011%20Qyum%20Exp%20ene

        %202013%281%29.pdf