• Nombre:

• Materia:

Química.

• Grado:

Segundo Cuatrimestre.

• Título:

Unidad 5.Actividad 6

Estequiometría de una Reacción.

Instrucciones:

I. Realiza el experimento y observa lo que sucede al hacer reaccionar el vinagre con el bicarbonato de sodio, al variar la cantidad de éste último. Reúne el material:

5 vasos de vidrio 1 botella de vinagre blanco

1 caja de bicarbonato de sodio (250g) 1 cuchara cafetera cuaderno y pluma

II. Una vez que has conseguido todo el material, realiza lo siguiente:

Coloca vinagre en cada vaso, aproximadamente a la mitad de su capacidad. Al primer vaso adiciónale 1 cucharada cafetera de bicarbonato de sodio. Posteriormente, al segundo vaso agrégale 2 cucharadas, y así sucesivamente

hasta llegar al quinto vaso. Elabora una tabla en la que indiques lo sucedido en cada vaso de acuerdo con el

número de cucharadas adicionadas.

III. Con base en los resultados del experimento, responde las siguientes cuestiones:

1. ¿En qué casos el vinagre funcionó como reactivo limitante y cuáles como reactivo en exceso? ¿Por qué?

2. ¿En qué casos el bicarbonato fue el reactivo limitante y en cuáles el reactivo en exceso? ¿Por qué?

3. ¿Cómo podrías determinar la cantidad de dióxido de carbono formada en cada vaso?

4. ¿Qué diseño experimental utilizarías para atrapar y cuantificar el dióxido de carbono formado?

5. Elabora una conclusión en la que indiques cuál es la importancia de la Estequiometría en los procesos químicos, y de qué manera te será útil en tu vida profesional.

Introducción:

La Estequiometría es el estudio cuantitativo de reactivos y productos en una reacción química. Este método se denomina método del mol, que significa que los coeficientes estequiométricos en una reacción química se pueden interpretar como el número de moles de cada sustancia.

La Estequiometría se basa en el entendimiento de las masas atómicas y en el principio fundamental expresado por medio de la Ley de conservación de las masas, descubierta por Antoine Lavoisier a fines del siglo XVI: “la masa total de todas las sustancias presentes después de una reacción química es la misma que la masa total antes de la reacción”.

Cuando un químico efectúa una reacción, generalmente los reactivos no están presentes en las cantidades estequiométricas exactas, es decir, en las proporciones que indica la ecuación balanceada. Debido a que la meta de una reacción es producir la cantidad máxima de un compuesto útil a partir de las materias primas, con frecuencia se suministra un gran exceso de uno de los reactivos para asegurar que el reactivo más costoso se convierta por completo en el producto deseado. En consecuencia, una parte del reactivo sobrará al final de la reacción. El reactivo que se consume primero en una reacción se denomina reactivo limitante, ya que la máxima cantidad de producto que se forma depende de la cantidad original de este reactivo. Cuando este reactivo se consume, no se puede formar más producto. Los reactivos en exceso son los reactivos presentes en mayor cantidad que la necesaria para reaccionar con la cantidad de reactivo limitante.

Objetivos:

El objetivo de la realización de este experimento es investigar la reacción que se lleva a cabo entre el vinagre (ácido acético) y el bicarbonato de sodio, esta reacción tiene como nombre. Estequiometría de una reacción.

Desarrollo experimental:

Material:

5 vasos de vidrio 1 botella de vinagre blanco 1 caja de bicarbonato de sodio (250g) 1 cuchara cafetera cuaderno y pluma

Coloca vinagre en cada vaso, aproximadamente a la mitad de su capacidad. Al primer vaso adiciónale 1 cucharada cafetera de bicarbonato de sodio. Posteriormente, al segundo vaso agrégale 2 cucharadas, y así sucesivamente

hasta llegar al quinto vaso. Elabora una tabla en la que indiques lo sucedido en cada vaso de acuerdo con el

número de cucharadas adicionadas.

En cada vaso se vertió mediante la cuchara cafetera, 1 cuchara en el vaso 1, 2 cucharadas en el vaso 2 y así sucesivamente, En cada vaso hubo una reacción similar.

Se marco con una línea en cada vaso de acuerdo al nivel que llego la espuma. En todos los casos hubo sedimentación.

Resultados:

El bicarbonato de sodio (NaHCO₃) reacciona con sustancias que tienen un carácter ácido. Se descompone el bicarbonato y se desprende un gas, el dióxido de carbono. Esto ocurre porque el vinagre lleva disueltos ácidos: ácido acético.

El vinagre comercial es una solución acuosa de ácido acético (H₃CCOOH) al 5% P/P cuya densidad es de 1,05 g/ml.

La reacción química que tiene lugar es la siguiente:

NaHCO₃ + HAc ----> NaAc + CO₂ + H2O

Los productos que se obtienen son: una sal (NaAc) que queda disuelta en el agua (H2O) y dióxido de carbono (CO2) que al ser un gas burbujea a través del líquido.

La masa molar del ácido acético es:

C: 12 x 2 = 24

H: 1 x 4 = 4

O: 16 x 2 = 32

Mr del ácido acético = 60 g/mol

La masa molar (Mr) del bicarbonato de sodio es:

Na: 1x 23 = 23

C: 1x 12 = 12

O: 16 x 3 = 48

Mr del bicarbonato de sodio = 83 g/mol

El siguiente paso es determinar cuál es el reactivo limitante. Para eso hay que pasar los 7 gramos de bicarbonato y los 5 gramos de ácido acético a moles.

Para determinar el reactivo limitante, si estimamos que la cucharada cafetera es aproximadamente de bicarbonato de sodio 5 gramos y de se añadieron 40 gramos de ácido acético. Podemos determinar el reactivo limitante:

83g de NaHCO35gde NaHCO3

= 1mol debicarbonatode sodiox=0.0602moldeC H 3COOH

Ahora los 40 gramos de ácido acético:

83 gde NaHCO340 gde NaHCO3

= 1moldebicarbonato de sodiox=0.4819mol deC H3COOH

Siendo el bicarbonato de sodio el reactivo limitante y el vinagre es el reactivo en exceso.

Los protones del acido. Acético (vinagre) protonan al bicarbonato:

HAc + (CO₃)₂- ===> H₂CO₃

Lo que pasa inmediatamente es que el acido carbónico es inestable y se descompone en agua y dióxido de carbono:

H₂CO₃ ====> H₂O + CO₂

El burbujeo se debe al CO₂

Conclusiones:

La estequiometria es una herramienta indispensable para la resolución de problemas en nuestra vida cotidiana ó en nuestra vida laboral de nuestra carrera, tan diversos como la determinación de la concentración de calcio en una muestra de agua, la de colesterol en una muestra de sangre, la medición de óxidos de nitrógeno en la atmósfera, entre otras.

Un caso concreto en el que nos puede ayudar la Estequiometría es el de calcular las emisiones de CO2 que se tienen de un motor de combustión interna, con esto podremos establecer medidas para controlarlo y en su defecto tomar decisiones de acuerdo a los niveles de contaminación que existen.

Bibliografíahttp/www.química-explicada.blogspot.

http/www.sadelplata.org.

http/www.matematicas.udea.edu.com