Universidad Tecnolgica de PanamFacultad de Ciencias y TecnologaDepartamento de Ciencias NaturalesCoordinacin de QumicaInforme #9 de LaboratorioTtulo:Uso de las leyes de los gases en la determinacin de Hidrogenocarbonato de sodio en una muestra de Alka-seltzerEstudiantes:Carlos Rodrguez2-735-2383Grupo:6IC702Profesora:Vilma Saz

IntroduccinEste laboratorio abarca las leyes de los gases en la determinacin de hidrogenocarbonato de sodio en una muestra de alka-seltzer y todo lo hecho en la nueva experiencia que realizamos.En la naturaleza se puede comprobar lo que se conoce como la ley de conservacin de la materia, segn la cual las masas de los compuestos permanecen constantes despus de los experimentos. El Alka-Seltzer es un producto anticido que se compone de Bicarbonato de sodio (NaHCO3) 1,976 g, cido Ctrico (C6H8O7)1,000 g, cido Acetilsaliclico(C9H8O4) 0,324 g. Al diluirse el Alka-Seltzer en agua (solucin acuosa) reacciona de tal manera que se forma una sal, agua y se desprende gas carbnico. La siguiente es la ecuacin qumica de la reaccin que se lleva a cabo en ambas actividades.NaHCO3 (s)+H3O+Na+(ac)+2H2O+CO2"La reaccin produce un gas debido a la des-composicin del bicarbonato de sodio, situacin provocada por la accin de los cidos presentes en la reaccin. El gas se encarga de producir el desplazamiento de la columna de agua en la probeta. Teniendo en cuenta que el gas que se produce en la reaccin es el dixido de carbono(CO2); basta con calcular la cantidad de gas para determinar la cantidad y concentracin de bicarbonato de sodio presente en la pastilla. Es importante resaltar adems que parte del gas se disuelve en el agua de acuerdo a la ley de Henry. Adems se debe mencionar que de acuerdo al principio de conservacin de la energa, cuan-do se produce la reaccin los componentes de la pastilla no se convierten totalmente en materia sino que se libera energa en forma de calor hacia la solucin acuosa y el ambiente.

Fundamentos tericosLa ley de los gases ideales PV=nRT, es la ecuacin de estado para un gas ideal (gas hipottico cuyo comportamiento de presin, volumen y temperatura se describe totalmente con la ecuacin del gas ideal). Podemos utilizar la ecuacin del gas ideal para calcular como cambia una variable cuando se modifica una o ms de las otras variables.La estequiometra de las reacciones nos permite encontrar la masa de una sustancia en una reaccin qumica a partir de la masa de otra sustancia en la reaccin. Combinando la estequiometra y la ley de los gases ideales podemos realizar los clculos estequiometricos en las reacciones donde participen sustancias en estado gaseoso.En ocasiones, el dato que se tiene a la mano para iniciar un clculo estequiomtrico es el volumen del gas producido. Otras veces, lo que se desea es conocer el volumen del reactivo gaseoso. Una vez que se tiene la ecuacin qumica balanceada, se sabe directamente por medio de los coeficientes el nmero relativo de moles de cada sustancia que intervienen en la reaccin.Si uno o varios de los reactivos o productos son gaseosos, entonces se puede hablar tambin de los volmenes de los reactivos o productos gaseosos a travs de la ecuacin de estado de los gases ideales.Una aplicacin de las leyes de los gases se presenta cuando se genera un gas en una reaccin y se recoge sobre agua. Al pasar las burbujas de gas a travs de una solucin acuosa, el gas recoge molculas de vapor de agua que se mezclan con l. La presin del sistema es la suma de las presiones parciales del gas y del vapor de agua. La presin parcial del vapor de agua en la mezcla de gases depende solamente de la temperatura. Los valores de la presin de vapor del agua se pueden obtener de las tablas de presin de vapor de agua a diversas temperaturas.Por otro lado, la presin total ejercida por una mezcla de gases no reaccionantes es igual a la suma de las presiones parciales de los gases individuales (ley de las presiones parciales de Dalton). La presin parcial es la presin que en un gas ejerca si se encontrase l solo en el recipiente, ocupando todo el volumen.El porcentaje de hidrgenocarbonato de sodio presente en una muestra de alka-seltzer, se puede determinar mediante la aplicacin de clculos estequiomtricos y las leyes de los gases. La masa de hidrgenocarbonato de sodio y su porcentaje en la muestra se relacionan por la ecuacin.% de pureza= g de hidrgenocarbonato de sodio x 100 Masa promedio de los fragmentos

Objetivos Demostrar como las leyes de los gases ideales pueden utilizarse en la determinacin de la masa de hidrgenocarbonato de sodio contenido en una tableta de alka-seltzer.

SntesisEn este laboratorio, para realizar la experiencia, armamos el aparato siguiendo las indicaciones de la profesora; preparamos en un vaso qumico de 250 ml una solucin saturada de CO2 adicionando 125 ml de agua, 2 ml de HCl 6M y dos tabletas de alka-seltzer; llenamos la bureta y el bulbo (Thistler) con la solucin saturada de CO2, revisamos que no hubiera escape en las uniones; ajustamos los niveles de la solucin en la bureta y en el bulbo, de manera que ambos coincidan, registramos el volumen de la bureta como el volumen inicial; tomamos una tableta de alka-seltzer y sin tocarla con las manos, la fraccionamos en dos mitades; fragmentamos la mitad de una de ellas, de manera que el peso de cada uno de los fragmentos seleccionados, se encontrase entre 0,2 y 0,3 gramos; adicionamos, 5 ml de HCl 6M dentro de un matraz Erlenmeyer de 250 ml limpio y seco, sin que tocara las paredes del recipiente; amarramos cuidadosamente con hilo el fragmento de muestra pesado y lo introducimos dentro del Erlenmeyer sin que tocase las paredes del mismo, lo dejamos suspendido por encima de la solucin cida, cerramos el erlenmeyer con el tapon de caucho; inclinamos el matraz Erlenmeyer hasta que el fragmento de alka-seltzer suspendido hiciera contacto con la solucin cida, en esta etapa se llev a cabo la reaccin; medimos el volumen mximo de solucin desplazada en la bureta y anotamos el valor; y por ltimos repetimos el procedimiento con dos muestras ms de alka-seltzer para as obtener un promedio.

Materiales Matraz Erlenmeyer de 250 ml Manguera de caucho Navaja Hilo de coser Buretas de 50 ml Tubo thiestler Tapones de caucho abierto Embudo corrienteReactivos Tabletas de alka-seltzer Solucin de HCl 6M

Procedimiento1. Arme el aparato siguiendo las indicaciones de su profesor.

2. Prepare en un vaso qumico de 250 ml una solucin saturada de CO2, adicionando 125 ml de agua, 2 ml de HCl 6M y dos tabletas de alka-seltzer.

3. Llene la bureta y el bulbo (Thistler) con la solucin saturada de CO2. Revise que no haya escape en las uniones. Si hay escape, humedezca las conexiones y asegrelas.

4. Ajuste los niveles de la solucin en la bureta y en el bulbo, de manera que ambos coincidan. Registre el volumen de la bureta como el volumen inicial.5. Tome una tableta de alka-seltzer y sin tocarla con las manos, fraccinela en dos mitades.

6. Fragmente la mitad de una de ellas, de manera que el peso de cada uno de los fragmentos seleccionados, se encuentre entre 0,2 y 0,3 gramos.7. Adicione, 5 ml de HCl 6M dentro de un matraz Erlenmeyer de 250 ml limpio y seco, sin que toque las paredes del recipiente.8. Amarre cuidadosamente con hilo el fragmento de muestra pesado e introdzcalo dentro del Erlenmeyer sin que toque las paredes del mismo. Djelo suspendido por encima de la solucin cida, cierre el Erlenmeyer con el tapn de caucho.9. Incline el matraz Erlenmeyer hasta que el fragmento de alka-seltzer suspendido haga contacto con la solucin cida. En esta etapa se lleva a acabo la reaccin.

10. Mida el volumen mximo de solucin desplazada en la bureta y anote el valor.11. Repita el procedimiento con dos muestras ms de alka-seltzer para as obtener un promedio.

Datos1. Peso de los fragmentos de alka-seltzerMasa1= 0.25Masa2= 0.23Masa3= 0.232. Volumen de CO2 desplazadoV1= 27.9V2= 26.1V3= 29.13. Temperatura del laboratorio= 31oC4. Presin atmosfrica (mm de Hg)= 760 mm Hg5. Presin del vapor de agua= 21.16. Volumen de HCl 6M utilizado= 5 mlClculos1. Masa promedio de los fragmentos= 0.24 g2. Volumen promedio de CO2 desplazado= 27.7 ml3. Volumen de CO2 absorbido por el HCl (factor de correccin)=2.4 ml4. Volumen total de CO2 generado en la reaccin= 30.1 ml5. Presin de CO2= 0.972 atm6. Moles de CO2= 1.26x10-3 moles7. Moles de NaHCO3 consumidos= 1.26x10-3 moles8. Gramos de NaHCO3= 0.106 g9. Porcentaje de pureza de NaHCO3= 43.3%

NaHCO3 + HClNaCl + H2O + CO2

Masa promedio= 0.25+0.23+0.23= 0.24 g 3 Volumen promedio de CO2 desplazado=27.9+26.1+29.1= 27.7 ml 3Volumen de CO2 absorbido por el HCl (factor de correccin)=3x0.8 = 2.4 mlVolumen total de CO2 generado en la reaccin=27.7+2.4 = 30.1 mlPresin de CO2= 760-21.1= 738.9 mm de Hgx 1 atm= 0.972 atm 760mm de HgMoles de CO2= Moles de NaHCO3 consumidos=1.26x10-3 molesGramos de NaHCO3= Porcentaje de pureza de NaHCO3= Cuestionario1. Escriba la ecuacin de gas ideal y explquela con palabras. De las unidades para cada trmino.R: PV=nRTLa ley del gas ideal como una afirmacin de que la relacin entre el producto de la presin y el volumen de un gas y su temperatura es una constante; tambin cabe destacar que esta ley es la combinacin del trabajo previo de Avogadro (establece que para un gas a temperatura y presin constante, el volumen es directamente proporcional al nmero de moles del gas) con los trabajos previos de Robert Boyle y Jacques Charles.Unidades:P= Presin absoluta (medida de atmosfera) atm. V=Volumen (esta ecuacin el volumen se expresa en litros) Ln=Moles del gas. MolR= Constante universal de los gases ideales, 0.0821 (l.atm/mol.k)T= Temperatura absoluta en kelvin (k).2. Porque se usa una solucin saturada de dixido de carbono para medir el volumen desplazado por el gas?R: Se utiliza una solucin saturada de CO2 debido a que el gas que desprende Alka-seltzer es un exceso de CO2 que produce el desplazamiento del gas.3. Compare el % de pureza de NaHCO3 obtenido experimentalmente con el que seala el sobre de la tableta.R: Segn nuestra experiencia de laboratorio el porcentaje de pureza de NaHCO3 obtenido experimentalmente era de 43.3% en cambio, el sobre de la tableta nos mencionaba que esta posea 1.976 g del mismo de manera que sacando nuestros clculos de porcentaje tenemos que el resultado fue de 806.53% como conclusin podemos mencionar que el porcentaje obtenido experimentalmente era solo menor que el porcentaje que obtuvimos de la tableta de Alka-Seltzer.4. Por qu se debe emplear la escala de temperatura absoluta, en lugar de la escala de Celsius, para los clculos con las leyes de los gases?R: Se llama temperatura absoluta o Kelvin a las temperaturas medidas desde el cero absoluto es decir que se basan en la anulacin del movimiento de partculas; cabe sealar que no hay ningn movimiento en el cero absoluto y por lo tanto todo estado fsico de la materia debe ser slido. La escala es muy til en gases ya que en algunos tienen un punto de ebullicin tan bajo que solo se encuentran en estado gaseoso, para encontrarlo de forma liquido o incluso solida hay que bajar la temperatura considerablemente y la escala Kelvin es siempre positiva a diferencia de la Celsius.5. Cules son los valores de temperatura y presin estndares (TPE)?R: Los valores son los siguientes:T= 273 K o 0CP= 760mmHg, 760 torr o bien 1 atm.En volumen un mol de gas a estas condiciones equivale a 22.4 lts/molR= 0.0821 (L.atm/mol.K)6. Cul es el volumen molar de un gas?R: El volumen a condiciones de TPE equivale a 22.4 L/mol. Lo cual quieren decir que un mol de un gas y un mol de otro gas ocuparan el mismo volumen en las mismas condiciones de presin y temperatura.7. En qu condiciones un gas se comporta idealmente?R: Un gas se comporta idealmente en condiciones de presin y temperatura estndar, adems podemos sealar otro aspecto muy importante que no dice que las condiciones en las cuales un gas verdadero se comportara cada vez ms como un gas ideal ser mejor en temperaturas altas (pues las molculas del gas tienen tanta energa que las fuerzas intermoleculares y la energa perdida en colisiones son insignificante) en las presiones muy bajas (como las molculas de gas chocan o entran; raramente cerca hay bastante proximidad para que las fuerzas intermoleculares sean significativas).8. Identifiquen las posibles fuentes de errores experimentales.R: Una de las posibles fuentes de errores que tuvimos al principio fue que tuvimos que fragmentar varias veces el Alka-Seltzer debido a que el peso de los fragmentos no iba de acuerdo a lo que mencionaba la gua. Tuvimos que realizar parte del experiment debido a que no logramos registrar unos de los volmenes necesarios para realizar los clculos de nuestro experimento.

ConclusinHemos llegado a concluir que los gases ejercen presin porque sus molculas se mueven libremente y chocan contra cualquier superficie con la que hacen contacto. Las unidades de presin de los gases incluyen milmetros de mercurio, torr, pascales y atmosferas. Una atmosfera es igual a 760 mm Hg o 760 torr.El cero absoluto (-273.15C) es la menor temperatura tericamente obtenible. La escala de temperatura kelvin toma como 0K el cero absoluto. En todos los clculos de las leyes de los gases, la temperatura se debe expresar en kelvin.La ecuacin del gas ideal, PV=nRT, combina las leyes de Boyle, Charles y Avogadro. Esta ecuacin describe el comportamiento de gas ideal.El porcentaje de hidrogeno carbonato de sodio lo calculamos mediante la aplicacin de clculos estequiometricos y la leyes de los gases.El volumen de un gas en TPE equivale a 22.4 L/mol. Lo cual lo utilizamos en el desarrollo de problemas.Adems utilizamos las diferentes leyes de los gases los cuales fueron muy importante para el desarrollo del laboratorio las cuales son: Ley de Boyle, Charles y Gay-Lussac y la ley de Avogadro.

BibliografaRussel, J; Qumica General, Mc Graw-Hill, Mxico. Cap.4