UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

(Universidad del Perú, Fundada en 1551)

FACULTAD DE QUÍMICA E INGENIERÍA QUÍMICA

E.A.P. FÍSICA

Curso : Laboratorio Química general.

Práctica Nº4B : Determinación de Masa Equivalente

Profesor: Galarreta Díaz, Hugo.

Alumnos :

Medina Villanueva, JackelyneLisset - 12130129 Villalta Salcedo, Juan Diego - 12130137 Encarnación Polo, RoberthJhoel - 11130084

Ciudad Universitaria, 18 de Octubre del 2012

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ÍNDICE

1 Objetivos

2 Principios teóricos

3 Materiales y Reactivos

4 Procedimiento Experimental

5 Cálculos

6 Conclusiones y Recomendaciones

7 Cuestionario.

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1. Objetivos

Determinar la masa equivalente de un metal, en este caso del Zinc o del Magnesio , por

reacción redox y desplazamiento.

2. Principios Teóricos:

Masa Equivalente:

En nuestras actividades cotidianas, es muy común utilizar equivalencias, tal es el caso

entre kilogramo y gramo, litro y mililitro, etc.

En las pruebas de maratón que se realizan en las olimpiadas, los atletas de diversos

países recorren 42 km y al ser lo mismo que 26 millas, podemos decir que una milla

equivale a 1,62 km.

Cuando consumimos 200 g de carne de pollo, la cantidad de proteínas contenidas en

ella es la misma que encontramos al consumir 6 huevos, por lo tanto podemos afirmar

que 100 g de carne de pollo equivalen un valor proteico a 3 huevos.

En las reacciones químicas ocurre algo similar, es decir, las sustancias químicas que

participan se combinan en cantidades equivalentes en masa.

En la ciencia química, a estas cantidades de combinación se denominan peso de

combinación o peso equivalente.

Ilustremos lo que hemos dicho mediante un ejemplo:

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En la figura se tienen 200 g de una sustancia X y 100g de Ca(OH)2, las cuales no son pesos

equivalentes, pero en masa son iguales. Los pesos equivalentes son cantidades en masa

que intervienen en una combinación química

Sean la siguiente reacción química:

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En la primera reacción se observa que 23 g de Na es químicamente equivalente a 1 g

de H2, en la segunda reacción, 23 g de Na es químicamente equivalente a 8 g de O2, de

ello podemos deducir que 1 g de H2 esquímicamente equivalente a 8 g de O2. Esto

significa que si ambos elementos se combinan lo harían en la proporción en masa de 1 a 8,

lo cual es compatible con las pruebas experimentales. Este ejemplo nos indica que no es

necesario realizar la combinación química para determinar la proporción de combinación

entre las sustancias químicas y se puede llegar a ello por concepto de equivalencia.

En la siguiente figura se indica cantidades equivalentes en masa o pesos equivalentes del

Na, O2 y H2

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Definición de peso equivalente

El peso equivalente o peso de combinación es la cantidad de una sustancia capaz de

combinarse o desplazar una parte en masa de H2, 8 partes en masa de O2 o 35,5 partes

en masa de Cl2.

De este concepto podemos notar que los pesos equivalentes del H2, O2, Cl2 están

establecidos como cantidades estándares de referencia.

PE(H2) = 1; PE (O2) = 8; PE (Cl2)=35,5

Cabe indicar que el H2, O2 y Cl2 se toman convencionalmente como elementos de

referencia ya que se combinan con la mayoría de los elementos para formar una gran

variedad de compuestos químicos.

3. Materiales y Reactivos

Materiales

- 1 Balanza

- 1 Tubo de Ensayo

- 1Pinza

-1 Juego de Tapones bihoradado, mangueras y conexiones.

- Colector de Vidrio

- Mechero Bunsen.

- Una Espátula

- 1 Termómetro

- 1 Probeta de 500ml

Reactivos

*HCl 1.5 M y HCl 6.0 M

*Mg en virutas y Zn en granalla

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4. Procedimiento Experimental

Instalar el equipo de acuerdo al diagrama

Pesar exactamente con 2 cifras decimales una muestra de Zn menor de 0.4 g o Mg

q sea menor que 0.2 g.

Colocar en un tubo de prueba 20 ml de hcl 2.5 M.

Llenar el balón de agua y colocar el tapón de jebe bihoradado conectado a un

frasco donde se recoja el agua desalojada.

Llenar la conexión de agua soplando por el otro extremo de la manguera que va al

frasco, no debe quedar burbujas de aire.

Agregar al tubo de prueba la muestra pesada y tapar inmediatamente colocando el

tapón. Debe de estar herméticamente cerrado.

Soltar la conexión final para que se desplace el agua.

Al final de la reacción, medir el volumen de agua desalojada. Luego medir la

temperatura del agua en el balón para determinar su presión de vapor

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5. Cálculos

Para Zn

1. Peso del Zn0.44g

2. Temperatura del Agua en el balón 293 K

3. Presión del vapor de agua 18.7 mmHg

4. Presión barométrica 756 mmHg

5. Presión de gas seco 738.5 mmHg

6. Volumen de H2 217mL

7. Presión a C.N 760 mmHg

8. Volumen de H2 a C.N P0= 760 mmHg T0 =273K

Vo = 196.46 mL

Calculo de la masa equivalente para el Zn: sabemos q la masa equivalente de un

metal genera 11207 l de H2

Zn + 2 HCl ---------- ZnCl2 + H2

0.44g ---------------------196.46 ml

Masa equivalente= 25.09 ------------------------- 11207 ml

Error porcentual

23.0 %

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Para Mg

1. Peso del Zn 0.28g

2. Temperatura del Agua en el balón 293 K

3. Presión del vapor de agua 18.7 mmHg

4. Presión barométrica 756 mmHg

5. Presión de gas seco 737.3 mmHg

6. Volumen de H2 196mL

7. Presión a C.N 760 mmHg

8. Volumen de H2 a C.N P0= 760 mmHg T0 =273K

Vo = 177.16 mL

Calculo de la masa equivalente para el Mg: sabemos q la masa equivalente de un

metal genera 11207 l de H2

Mg + 2 HCl ---------- MgCl2 + H2

0.28g --------------------- 177.16 ml

Masa equivalente= 17.71 ------------------------- 11207 ml

Error porcentual

24.0 %

6. Conclusiones y Recomendaciones

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

Los resultados obtenidos durante el experimento no son los esperados, debido

esencialmente al mal uso del equipo, pues al parecer no se cerró bien el balón con el

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tapón y hubo una fuga del gas, también se pudo deber a que el magnesio estuvo mal

pesado, estos factores explicarían el porcentaje de error obtenido.

CONCLUSIONES

* A través del experimento pudimos encontrar la masa de un equivalente-gramo del

magnesio.

* El H2 liberado es un gas húmedo, pues una mezcla de hidrógeno y vapor de agua.

* Se demostró que el volumen de H2 liberado es igual al volumen de agua

desplazado.

* Para hallar la masa equivalente el parámetro dependerá del tipo de reacción.

RECOMENDACIONES

* Pesar bien la muestra del magnesio.

* Se recomienda instalar bien el equipo, pues al no cerrar el tapón herméticamente,

podría generarse una fuga del gas liberado por la reacción.

* Procurar que la manguera no tenga burbujas de aire en su interior después de

llenarlo de agua.

* Coger el tubo de ensayo con una pinza mientras se esté efectuando la reacción, pues

este aumenta su temperatura.

* Procurar no perder agua mientras se pasa el agua desplazada del vaso colector a la

probeta.

* Medir la temperatura del agua al instante después de acabada la reacción.

7. Cuestionario

Explicar y determinar la masa equivalente y el N°eqg de 10.00g a) HCl, b)

NaOH,c)NaCl, d) CaCl2, e) H2SO4 , f) H2SO4 a (SO4)-2 , g)Agua a H2 , y h) agua a O2

a)

mHCl=10 g

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HCl H+ + Cl

-

meqg (HCl) = (36.5 g/mol)/(1 eqg/mol)

meqg (HCl) = g/eqg

36.5 g ---- 1 eq

10 g ----X=0.25

X= 0.25 eq

b)

mNaOH=10 g

NaOH Na+ + OH

-

meqg (NaOH)= (40 g/mol)/(1 eqg/mol)

meqg (HCl)= 40 g/eqg

40 g ---- 1 eq

10 g ----X=0.25

X= 0.25 eq

c)

mNaCl=10 g

NaClNa+ + Cl

-

meqg (NaCl) = (58.5 g/mol)/(1 eqg/mol)

meqg (NaCll) = 58.5g/eqg

58.5 g ---- 1 eq

10 g ----X=0.25

X= 0.17 eq

d)

mCaCl2=10 g

CaCl2 Ca+ + 2Cl

-

meqg (CaCl2) = (111 g/mol)/(2 eqg/mol)

meqg (CaCl2) = 55.5 g/eqg

55.5 g ---- 1 eq

10 g ---- X=0.25

X= 0.18 eq

e)

mH2SO4=10 g

H2SO4 a (HSO4)- : H2SO4 (HSO4)

- + H2

+ +3e

-

meqg (H2SO4) = (98 g/mol)/( eqg/mol)

meqg (C H2SO4) = g/eqg

g ---- 1 eq

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10 g ---- X=0.25

X= eq

f)

mH2SO4=10 g

H2SO4 a (HSO4)2-

: H2SO4 (HSO4)2-

----

meqg (H2SO4) = (98 g/mol)/( eqg/mol)

meqg (C H2SO4) = g/eqg

g ---- 1 eq

10 g ---- X

X= eq

g)

mH2O=10 g

H2O a (H2)- : H2O H2 + O2

meqg (H2O) = (18 g/mol)/( 2 eqg/mol)

meqg (H2O) = 9 g/eqg

9 g ---- eq

10 g ---- X=0.25

X= 1.1 eq

h)

mH2O=10 g

H2O a (O2)- : H2O H2 + O2

meqg (H2O) = (18 g/mol)/( 2 eqg/mol)

meqg (H2O) = 9 g/eqg

9 g ---- eq

10 g ---- X

X= 1.1 eq

Explicar porque en la experiencia de volumen del hidrogeno seco es lo mismo que

el volumen del gas de hidrogeno húmedo e igual que el volumen del agua desplazada

Porque en el experimento realizado, al reaccionar el magnesio con el ácido clorhídrico, se

liberó el gas hidrógeno, que al ejercer una presión en el balón con agua, hizo que el agua

se desplace al otro recipiente; esto significa que el volumen del gas hidrógeno húmedo o

seco representa el volumen de agua desplazado.

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Demostrar porque la presión medida del gas de hidrogeno húmedo es mayor que

la presión del gas seco

Esto se debe a que el gas hidrógeno húmedo es una mezcla de hidrógeno gaseoso y

vapor de agua, entonces como la presión total de un gas (según la ley de Dalton) se

calcula sumando las presiones parciales de sus componentes, la presión del gas

hidrógeno húmedo va a ser mayor a la del gas hidrógeno seco por tener más

componentes.

Un experimento se gastó 0.0830 g de un metal divalente y desprendió 432 ml de H2

¿calcular la masa equivalente del metal?

2MH M2 + H2

0.830 g 432 mL X 11207 mL mmetal = 21.53 g Ahora: meqg (M)= (21.53 g/mol)/(2 eqg/mol)

meqg (M)= 10.76 g/eqg

Cuando el nitrato de potasio se reduce a amonio, en medio acido, determine la

masa equivalente del nitrato de potasio

KNO3 + 10H+ + 8e- NH4+ + 3H2O

meqg (KNO3) = (101 g/mol)/( 8 eqg/mol) meqg (KNO3) = 12.6 g/eqg

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Si 4.0 g de oxigeno seco , ocupa 2.80 L aCN ¿ Que volumen ocupara si esta húmedo

a 30° C y la presión a 705 mmHg? Suponer que el oxígeno es gas de

comportamiento ambiental

Phúmedo+ PO2 seco = Pbarométrca=756 mmHg

PO2 seco = 51 mmHg

Thúmedo= TO2 seco= 30ºC= 303K

=

Ve = (

Ve = 46.06 L