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ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS QUÍMICAS Y AMBIENTALES

LABORATORIO DE QUÍMICA GENERAL IB

INFORME # 8

1.- Tema: Masa de un equivalente-gramo de aluminio

2.- Marco Teórico

Masa equivalente gramo La masa equivalente gramo de una sustancia es la masa de un mol de

equivalente, o sea es la masa de la misma que se combina, reemplaza o equivalea 3 g de carbono, o a 8 g de oxígeno, o a 1,008 g de hidrógeno o a la masaequivalente gramo de cualquier otro elemento o sustancia o que reaccione con unlitro de cualquier solución 1 N (uno normal) (Una solución 1 N es aquella quecontiene un equivalente gramo de sustancia disuelto en un litro de disolución) . 

 Además, la masa equivalente de un elemento en un compuesto dado se definecomo la relación entre la masa atómica del elemento y su número de oxidación(valor absoluto).masa equivalente de un elemento = masa atómica del elemento / número deoxidación. [1]

Ecuación general de los gases idealesLa ley de los gases ideales es la ecuación de estado del gas ideal,  un gashipotético formado por partículas puntuales, sin atracción ni repulsión entre ellas ycuyos choques son perfectamente elásticos (conservación de momento y energíacinética). La energía cinética es directamente proporcional a la temperatura en ungas ideal. Los gases reales que más se aproximan al comportamiento del gasideal son los gases monoatómicos en condiciones de baja presión y altatemperatura. La ecuación que describe normalmente la relación entre la presión, elvolumen, la temperatura y la cantidad (en moles) de un gas ideal es:

Donde:

= Presión absoluta= Volumen= Moles de gas= Constante universal de los gases ideales= Temperatura absoluta[2]

Ley de las presiones parciales

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 La ley de las presiones parciales (conocida también como ley de Dalton) fueformulada en el año 1803 por el físico,  químico y matemático británico JohnDalton.  Establece que la presión de una mezcla de gases,  que no reaccionanquímicamente, es igual a la suma de las presiones parciales que ejercería cadauno de ellos si sólo uno ocupase todo el volumen de la mezcla, sin cambiar la

temperatura. La ley de Dalton es muy útil cuando deseamos determinar la relaciónque existe entre las presiones parciales y la presión total de una mezcla de gases.[3] 

Ley de BoyleLa Ley de Boyle-Mariotte, o Ley de Boyle, formulada por Robert Boyle y EdmeMariotte, es una de las leyes de los gases que relaciona el volumen y la presión deuna cierta cantidad de gas mantenida a temperatura constante. La ley dice que:La presión ejercida por una fuerza física es inversamente proporcional al volumende una masa gaseosa, siempre y cuando su temperatura se mantenga constante.o en términos más sencillos:

 A temperatura constante, el volumen de una masa fija de gas es inversamenteproporcional a la presión que este ejerce.Cuando aumenta la presión, el volumen baja, mientras que si la presióndisminuye el volumen aumenta. No es necesario conocer el valor exacto de laconstante para poder hacer uso de la ley: si consideramos las dos situaciones dela figura, manteniendo constante la cantidad de gas y la temperatura, deberácumplirse la relación: [4]

MolEl Mol (símbolo: mol) es la unidad con que se mide la cantidad de sustancia, unade las siete magnitudes físicas fundamentales del Sistema Internacional de

Unidades. [5]Número de molPara calcular los moles de una sustancia se requiere conocer: La masa atómicade cada uno de los elementos que constituyen la sustancia Determinar la masamolecular Finalmente para determinar los moles se debe utilizar la siguienteexpresión matemática: N = a/MM Donde: N= número de moles a= g. de sustanciaMM= masa molecular. [6]

Peso atómicoEl peso atómico (También llamado Masa Atómica Relativa) (símbolo: Ar) es una

cantidad física adimensional definida como la suma de la cantidad de las masaspromedio de los átomos de un elemento (de un origen dado) expresados enUnidad de masa atómica o U.M.A. (es decir, a 1/12 de la masa de un átomo decarbono 12).1 2 El concepto se utiliza generalmente sin mayor calificación parareferirse al peso atómico estándar, que a intervalos regulares publica laInternational Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC).3 4 Se pretende quesean aplicables a materiales de laboratorios normales. [7]3.- Objetivo General

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Determinar la masa de un equivalente-gramo de aluminio.

4.- Objetivos Específicos

- Aprender algunas leyes de la química que vamos a poner en práctica en ellaboratorio.

- Utilizar correctamente las fórmulas al momento de calcular para determinarel equivalente-gramo dl aluminio.

- Diferenciar la ley de las presiones parciales de la ley de Boyle.- Conocer las unidades que se vayan a expresar las mediciones.- Realizar de manera correcta el experimento para que al medir la masa de

un equivalente-gramo de aluminio el valor sea el más cercano posible.

5.- Materiales Y Equipos

Materiales Cantidad

Bureta 1Pipeta 1Pera 1Vasos de precipitación Vidrio, 1000 mL 1Tubo de ensayo 1Tapón con manguerita 1Probeta de 1000mL 1Soporte universal con agarradera de bureta 1

Frasco de Compuesto (HCl ) 1Lamina de aluminio 1

6.- Procedimiento:

1. Calcular el volumen del cuello de la bureta, introduciéndole con la llavecerrada 10 ml de agua con una pipeta, y se anota el nivel de contenido deagua que indica la bureta. Restar la cantidad de la parte graduada a los 10ml introducidos.

2. En un vaso de 100ml agregue agua hasta las ¾ de su capacidad.3. Llenar la bureta totalmente con agua, evitando que queden burbujas de aire

en su interior. Tape la boca de la bureta con el dedo índice, e invierta labureta para introducir el extremo (tapado con el dedo) en el vaso con agua,retirar el dedo y sujetarla con una agarradera al soporte universal.

4. Introducir por el extremo sumergido de la bureta, una manguera que estáconectada a un tapón de caucho.

5. Implantar en un tubo de ensayo, la muestra de aluminio (lámina de masaconocida) en pequeños pedazos, y añadir aproximadamente 8ml. de HCl 6

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 molar. Cubrir inmediatamente con el tapón de caucho que tiene lamanguera conectada al tubo invertido. El sistema quedará como gráf.8.

6. Observar la reacción por el ingreso de burbujas en la bureta.7. Igualar la presión del gas obtenido dentro de la bureta con la presión

ambiental, lo cual se consigue llevando la bureta (tapando la boca con el

dedo índice) a una probeta de 1000 ml, donde se deberá igualar el nivel delagua de la bureta con el nivel del agua del cilindro. Ver Graf1 K8. Leer el nivel de la bureta y calcule el volumen del gas obtenido y regístrelo.

 Anote la presión y la temperatura de laboratorio.9. Elaborar la tabla de datos, efectuar los cálculos y presentar una tabla de

resultados.

7.- Resultados

Tabla de datos

Volumen de la parte no graduada de la bureta 3.7 mlMasa del aluminio 0.020 gPresión y temperatura del laboratorio 1 atm y 27°C=300.15KPresión de vapor del agua a la temperatura del laboratorio 0.03487 atmNivel de agua contenida en la bureta al igualar presiones 27.9 mlEcuación química balanceada de la reacción 2Al+6HCl2AlCl3+3H2 Fórmula o ecuación de estado de los gases ideales PV=nRTEcuación de la ley de las presiones parciales Patm = + 

Anexo 1Tabla de presiones de vapor de H2O en estado de equilibrio

Temperatura °C Presión en Torr Presión en Atmosferas24 22.2 0.0292125 23.6 0.0310526 25.1 0.0330327 26.5 0.0348728 28.1 0.03697

CálculosEcuación química balanceada de la reacción6HCl + 2Al 2AlCl3 + 3H2

* Volumen de la parte no graduada de la bureta10 ml  – 6.3 ml = 3.7 ml

* Volumen del H2

V H2 = 50  – 3.7  – 27.9 = 25.8 ml x

 

* Presión parcial de Hidrógeno

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 P H2 = Patm - PH2O  = 1  – 0.03487 =0.96513 atm

* Moles de H2  producido

   

* Moles de aluminio (según la ecuación balanceada)

2 mol Al 3 mol H2 X   X =  

* Peso molecular calculado del Aluminio

 g/mol

* Masa equivalente-gramo de Aluminio

 

Masa equivalente-gramo de Aluminio según la tabla periódica de elementos:

 g/mol

* Porcentaje de error:

% error = | |  

% error = | |  = 9.7% de error

Tabla de resultados

Presión parcial de Hidrógeno 0.96513 atmMoles de H2 producido  Moles de aluminio  Peso molecular calculado del Aluminio  g/molMasa equivalente-gramo de Aluminio 9.87 g/mol8.- Análisis Del Resultado

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 Podemos observar que nuestro resultado de la práctica es un valor cercano alvalor real y al calcular el porcentaje de error comparado entre el valor teórico y elvalor práctico es: 9.87% de error lo que indica que la práctica estuvo casi bienhecha ya que el error es un poco menor al 10% que es lo recomendado.También al medir se observa que el ácido clorhídrico reacciona con el aluminio y

forma un cloruro de aluminio e hidrógeno que es lo que se desprende y viaja en eltubo hacia la probeta.

9.- Conclusiones Y Recomendaciones

Conclusiones:- En el experimento se obtuvo como resultado de la masa equivalente-gramo

de Aluminio de: 9.870 g/mol. - Al añadir aluminio en HCl se pudo comprobar que se forma un cloruro ya

que reaccionan ambos tornándose de color gris y también que se libera

hidrógeno el cual se notó en la bureta cuando el nivel de agua empezó abajar.- Se comprobó mediante el experimento que la ley de Dalton se cumple, la

cual dice que la presión en una mezcla de gases es la suma de laspresiones de cada uno de los gases; cuando se calculó la presión parcialdel hidrógeno.

Recomendaciones:- Observar que no queden gotas de agua en el cuello de la bureta al llevar a

igualar los niveles de agua de bureta con el agua de la probeta.- La laminita del aluminio debe ser introducida totalmente en forma de bolita

dentro del tubo de ensayo, y no debe quedar ninguna porción fuera del tubo

ya que los cálculos se realizaran con la masa total de la laminita delaluminio.- La bureta con agua totalmente llena, no debe contener burbujas de aire.

10.- Bibliografía[1]http://es.wikipedia.org/wiki/Equivalente[2] http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_los_gases_ideales[3] http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_las_presiones_parciales[4] http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Boyle-Mariotte[5] http://es.wikipedia.org/wiki/Mol

[6] http://www.slideshare.net/UDOESTELI/calculo-de-moles[7] http://es.wikipedia.org/wiki/Peso_at%C3%B3mico