UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOSFACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIALEAP. INGENIERIA TEXTIL Y CONFECCIONESTema: Estequiometria y Volumen Molar.

Horario: Martes / 10 :00 am 12:00 pm

Integrantes:Garay Pauccara Isabel Lucero (15170248) Cyndi Gonzalez Salcedo.(15170237)Joselyn Misayauri Soto. (15170242) Kevin Vergara Torre (15170253)

Curso: Qumica General.Ao de la Diversificacin Productiva y del Fortalecimiento de la Educacin.

Ao 2015

INDICE

1. Introduccin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

2. Objetivos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

3. Principios Tericos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

4. Materiales y Reactivos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

5. Procedimiento Experimental. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

6. Tabla de Resultados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

7. Recomendaciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12

8. Bibliografa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

9. Cuestionario. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

INTRODUCCIN

En el presente informe se analizar las relaciones cuantitativas entre las sustancias, tambin hemos visto y aplicado, el mtodo de clculo de cantidades no accesibles con simples observaciones; a travs de relaciones tericas y leyes previamente conocidas, adicionndole las cantidades observadas en el laboratorio, se pueden obtener dichas magnitudes de manera experimental.La estequiometria nos ayuda a saber la relacin de las cantidades usadas en la produccin de una determinada sustancia y con estas relaciones podemos saber las cantidades necesarias para poder producir en mayores cantidades, generando un excedente productivo, el cual se puede comercializar generando beneficios y ganancias a la empresa, es ah donde interviene el ingeniero industrial, debido a que con los conocimientos necesarios, puede organizar, determinar y planificar la produccin.Como un adicional, tambin hemos podido observar las funciones de los catalizadores, los cuales ayudan a agilizar las reacciones qumicas que pueden generar un producto. En el mercado, el tiempo es un factor importante, la manera de obtencin de alguna sustancia no debera ni demorar, ni costar mucho, ya que no sera un producto viable, debido a que el precio de venta debera compensar el precio de costo y otros factores adicionales que complican la produccin.

OBJETIVOS

Buscar la relacin que existe entre los pesos de las sustancias reaccionantes y de los productos, durante una reaccin qumica de acuerdo a la ley de conservacin de la masa. Determinar el volumen molar del oxgeno, a partir del volumen de agua desalojado por el gas desprendido en la reaccin correspondiente.

PRINCIPIOS TERICOS3.1. Estequiometra:La estequiometra es aquella parte de la qumica que se encarga del estudio cuantitativo de las relaciones entre aquellas sustancias que participan en una reaccin qumica, reactantes y productos. Para realizar dicho anlisis cuantitativo se recurre a las leyes experimentales de la combinacin qumica.

3.2. Estado Gaseoso:Un gas es un fluido que ocupa en su totalidad el recipiente que lo contiene, a la vez que ejerce una presin igual sobre toda la superficie de las paredes del recipiente. Lquidos y slidos difieren bastante de los gases en su comportamiento, ya que los gases son, en diversos aspectos, mucho ms sencillos que los lquidos y los slidos. Estn sujetos a cambios de temperatura y presin. Las leyes que norman su comportamiento han desempeado una importante funcin en el desarrollo de la teora atmica de la materia y la teora cintica molecular de los gases.Es el estado de la materia que se caracteriza por tener una gran energa cintica interna debido a que la fuerza de repulsin intermolecular es mayor que la de atraccin, por eso los gases carecen de forma y volumen definido. El movimiento molecular de los gases resulta totalmente aleatorio y las fuerzas de atraccin entre sus molculas son tan pequeas que cada una se mueve en forma libre y fundamentalmente independiente de las otras.

3.2.1. Las leyes de los gases

Ley de BoyleLa presin de una cantidad fija de un gas a temperatura constante es inversamente proporcional al volumen del gas.

Ley de Charles y Gay-LussacEl volumen de una cantidad fija de gas mantenido a presin constante es directamente proporcional a la temperatura absoluta del gas.

A partir de la ley de Charles, se consigue lo siguiente:

Por lo tanto, se colige que:

3.3. Presin de un gas:Los gases ejercen presin sobre cualquier superficie con la que entren en contacto, ya que las molculas gaseosas se hallan en constante movimiento. Los humanos nos hemos adaptado fisiolgicamente tan bien a la presin del aire que nos rodea, que por lo regular desconocemos su existencia, quiz como los peces son inconscientes de la presin del agua sobre ellos.

3.4. Presin Atmosfrica:Los tomos y las molculas de los gases en la atmsfera, como el resto de la materia, estn sujetos a la atraccin gravitacional de la Tierra; por consiguiente, la atmsfera es mucho ms densa cerca de la superficie de la Tierra que en altitudes elevadas. La fuerza que experimenta cualquier superficie expuesta a la atmsfera de la Tierra es igual al peso de la columna de aire que est encima de ella. La presin atmosfrica, como lo indica su nombre, es la presin que ejerce la atmsfera de la Tierra.

3.5. Volumen Molar:El volumen molar de una sustancia, simbolizado Vm[] es el volumen de un mol de sta. La unidad del Sistema Internacional de Unidades es el metro cbico por mol:m3 mol-1Un mol de cualquier sustancia contiene 6,02 1023 partculas.[] En el caso de sustancias gaseosas moleculares un mol contiene NA molculas. De aqu resulta, teniendo en cuenta la ley de Avogadro, que un mol de cualquier sustancia gaseosa ocupar siempre el mismo volumen (medido en las mismas condiciones de presin y temperatura.Experimentalmente, se ha podido comprobar que el volumen que ocupa un mol de cualquier gas ideal en condiciones normales (Presin = 1 atmsfera, Temperatura = 273,15 K = 0 C) es de 22,4 litros. [] Este valor se conoce como volumen molar normal de un gas.Este valor del volumen molar corresponde a los llamados gases ideales o perfectos; los gases ordinarios no son perfectos (sus molculas tienen un cierto volumen, aunque sea pequeo) y su volumen molar se aparta ligeramente de este valor. As los volmenes molares de algunos gases son: Monxido de carbono (CO) = 22,4 L. Dixido de azufre (SO2) = 21,9 L. Dixido de carbono (CO2) = 22,3 L.

3.6. Catalizador:Un catalizador es una sustancia que modifica la velocidad de una reaccin qumica sin experimentar un cambio qumico, es alterado fsicamente a menudo por molculas de los reactivos absorbidos qumicamente. La mayora de los catalizadores aceleran la reaccin, pero pocos la retardan, los catalizadores pueden ser slidos lquidos y gaseosos.Existen dos tipos de catalizadores:

Catalizador Homogneo:Es aquel catalizador que est presente en la misma fase de las molculas reaccionantes. Los ejemplos abundan tanto en disolucin como en fase gaseosa como en disolucin. Por ejemplo, consideremos al perxido de hidrogeno acuosa, H2O2 (ac), en agua y en oxigeno.2H2O2 2H2O + O2En ausencia de un catalizador esta reaccin ocurre extremadamente lenta.

Catalizador Heterogneo:Es aquel catalizador que existe en una fase diferente a la de las molculas reaccionantes, por lo general como un slido en contacto con reactivos gaseosos o reactivos en una disolucin liquida. Con frecuencia, el catalizador heterogneo est compuesto por metales u xidos metlicos, como por ejemplo el nquel, platino, el palatino, el oxido de magnesio entre otros.

MATERIALES Y REACTIVOS4.1. Materiales:

Termmetro

EsptulaMechero

Frasco y Tubo de ensayo

PinzasProbeta

PROCESO EXPERIMENTALAhora correspondemos a explicar cules fueron los procedimientos experimentales de cada uno de los siguientes elementos analizados, en donde se tratar de dar especial atencin a las diferentes reacciones que sufren cada una de ellas.Pesar el tubo limpio y seco Agregar la mezcla entre 0.8 a 1.0g (pesada por diferencia) al tubo. Llenar el baln con agua potable (agua de cao) hasta la mitad y se conecta el juego de mangueras Una vez listo se arma el equipo para hacer posible realizar el experimento. Esta estructura consta de un juego de tapones, mangueras y conexiones, un recipiente, un tubo de ensayo, un mechero y un baln. FRASCO

Llenar la conexin con la misma agua del baln soplando por el otro extremo, entre el baln y el frasco. Mantener presionado con los dedos el extremo de la manguera que va al frasco evitndose producir burbujas de air Con todo el sistema listo se procede a calentar el tubo de ensayo con la mezcla

Cuando sentimos presin en nuestros dedos, soltar inmediatamente la manguera y observamos que se desprende agua de la manguera. Esto se debe a que el oxigeno que desprende en la mezcla es almacenada en el baln, el agua por su parte tiene que escapar por la manguera para ceder paso al oxigeno. Esto lo entenderemos mejor con la siguiente ecuacin: 2KClO3(s) MnO2(s) 2KCl(S) + 3O2(g) Seguimos calentando el tubo hasta que ya no se desprenda ms oxgeno, esto se puede comprobar observando al sistema cuando deje de caer ms agua al frasco.

Luego medimos la temperatura del agua del frasco, para luego determinar con esta la presin de vapor de agua, en las tablas.

Por otro lado dejamos enfriar el tubo que contiene KC y MnO2 para luego pesarlo.

Finalmente medimos el volumen desalojado que va ser igual al volumen del oxgeno desprendido en la descomposicin del KClO3 puesto que el MnO2 acta como catalizador, permanece inalterable y se recupera al final del experimento.

TABLA DE RESULTADOSMagnitudMtodo de obtencinResultado

1. Peso del tubo vacoPesadas con la balanza g

2. Peso del tubo ms mezclaPesadas con la balanzag

3. Peso del KC3[(2)-(1)] x 0.875

4. Peso del MnO2[(2)-(1)] x 0.125

5. Peso del tubo mas KC + MnO2Pesadas con la balanza

6. Peso del O2 experimental(2) (5)

7. Temperatura del agua en el baln = TMedida con el termmetro0C

8. Presin del vapor de agua a (T)Obtenida con la tabla

9. Presin baromtricaDada como dato mmHg

10. Presin de gas secoP = (9) (8)mm Hg

11. Volumen de O2V = Volumen del agua desalojadamL

12. Volumen de O2 a C.N.V0 = (P/P0)x(T0/T)xVmL

13. Peso terico de O2KCO3(s) + calor KC(s) + 3/2 O2(g)122,5 g . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 g(3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . Xg

14. ERROR RELATIVO en relacin a la masa del O2%em = {[(13) (6)]/(13)}x100%%

15. Volumen terico de O2 a C.N.KCO3(s) + calor KC(s) + 3/2 O2(g)122,5 g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33,6 L(3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . YmL

16. ERROR RELATIVO en relacin al volumen del O2%eV = {[(15)-(12)]/(15)}x100%%

17. Volumen molar experimental a C.N.(6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (12)32 g de O2 . . . . . . . . . . . . . . . . VmmL

18. ERROR RELATIVO en relacin al volumen molar del O2%eVm = {[22400 (17)]}x100%%

RECOMENDACIONES

- El tubo de ensayo debe estar limpio y seco.

- Controlar todas las conexiones: No debe haber prdida.

- Debemos tener mucho cuidado al usar la balanza para no des calibrarla, los pasos a seguir son:

1. Encender la balanza.2. Colocar el objeto que ser pesado.3. Apagar la balanza.4. Retirar el objeto pesado.

-Tratar de manipular cuidadosamente los objetos que experimentamos, porque a veces pueden ocasionar una fuga de gas,

CONCLUSIONLos resultados del experimento al comienzo no resultaron muy satisfactorios ya que la cantidad de volumen de agua desplazada fue en exceso, esto sucedi porque haba un exceso de Magnesio. Fue por este motivo que el peso equivalente experimental era distinto al peso equivalente terico.

BIBLIOGRAFA

Qumica: La ciencia centralTheodore Brown Editorial: Pearson Pg.: 401, 402

Qumica Novena edicin Raymond ChangEditorial Mc Graw HillPg.: 97, 169, 171, 172, 175 - 180

Qumica Teora y prcticaWalter CartolnEditorial San MarcosPg.: 333, 441

WEBGRAFA

http://www.profesorenlinea.cl/Quimica/Estequiometria.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_conservaci%C3%B3n_de_la_materia

CUESTIONARIO1.- Defina Qu es el volumen molar?Es el volumen que ocupa una mol de sustancia de cualquier sustancia. Por ejemplo un gas ideal, experimentalmente equivale a 22,4 L (Presin= 1atm T=273 K = 0oC).En cambio los gases ordinarios o no perfectos se alejan de este volumen: Dixido de Azufre(SO2) = 21,9 L Dixido de carbono(CO2) = 22,3 LEn el sistema internacional las unidades del volumen molar estn definidas de la siguiente manera:

2.- De haber obtenido alto porcentaje de error, justifique por qu y cmo podra evitarlo.Por qu se debera a una falla en los procesos con los que se obtiene los datos, como por ejemplo la proporcin de los reactivos o la falla en la medicin del volumen, se puede disminuir el margen de error si se es mas preciso a la hora de medir las proporciones en las cuales reaccionaran las sustancias.

3.- De 5 ejemplos de reacciones qumicas, donde se obtenga O2

2 KClO3 2 KC(s) + 3 O2(g)

2HgO(s) 2Hg(s) + O2 (g)

2H2O(l) 2H(g) + O2(g)

2H2O2(l) 2 H2O(l) + O2(g)

4.- Sera necesario descomponer todo el KCO3 para la determinacin del volumen molar, segn la experiencia que se realiz en el laboratorio?No es necesario que se descomponga totalmente pues segn el clculo nmero 17 se desprende que para hallar el volumen molar experimentalmente solo es necesario saber el peso del oxigeno liberado y su volumen.

5.- Cul ser el volumen molar de un gas ideal a 25oC y 742 mmHg?Por definicin 1 gas ideal a Presin 1atm o 756 mmHg y temperatura 0oC ocupa 22,4L. Por lo tanto los datos son los siguientes:Vf = y LTf = 25oC =298 KPf= 742 mmHgVo = 22, 4 LTo = 273 KPo= 760 mmHg

Entonces:

V = 25,04 L

6.- Cul ser la densidad del O2 a las condiciones experimentales y cual a las C.N? Tomando los datos de la pregunta 5. Donde P:presin, M=masa molar, R=constante universal de gases, T=temperatura en kelvin O2 a condiciones experimentales

O2 a condiciones ambientales

7.- Tomando como base la reaccin siguiente

a) Cuantas Toneladas de carbono se necesitan para reaccionar con 240 Kg de Fe2O3?Fe2O3(s) + 3C(s) 3CO (g) +2Fe(s)160*10-6Ton ----------------- 36*10-6Ton 240*10-3Ton ----------------- X Ton

X= 0.054Ton

b) Cuantas toneladas de conque de 96% de pureza se necesitan para reaccionar con una tonelada de mena de Fe que contiene un 46 % de de Fe2O3?Datos: Mena: 1 Ton al 46 % de pureza de Fe2O3Piden X Ton de Conque al 96% de pureza en carbono.Procedimiento:W Fe2O3 = 0.46TonFe2O3(s) + 3C(s) 3CO (g) +2Fe(s)160*10-6Ton36*10-6Ton 46*10-2Ton..y Ton

Y= 0.1035 Ton

X Ton de Conque al 96% de pureza en carbono = Y*100/96 = 0.107812c) Cuntos kilogramos de Fe podrn formarse a partir de 25 Kg de de Fe2O3?Fe2O3(s) + 3C(s) 3CO (g) +2Fe(s)160*10-3Kg ------------------ 112*10-3Kg25Kg ------------------- X Kg

X= 17.5 Kg

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