PRÁCTICA N° 7

PRÁCTICA N° 7
DETERMINACION EXPERIMENTAL DEL PESO EQUIVALENTE DEL
MAGNESIO
I. OBJETIVO GENERAL
Determinar el peso equivalente experimental en los procesos en que intervienen reacciones
químicas redox.
II. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Al finalizar la práctica el alumno será capaz de:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Definir e identificar agente oxidante y reductor.
Balancear las semireacciones de una ecuación redox.
Balancear la ecuación global de una ecuación redox.
Calcular el volumen de hidrógeno, que debe desprender un peso conocido de
magnesio, al reaccionar con ácido clorhídrico en las condiciones del laboratorio.
Determinar experimentalmente el volumen real de hidrógeno desprendido por esa
cantidad de magnesio.
Comparar el valor calculado y el valor experimental de hidrógeno.
Calcular el peso equivalente del magnesio a partir del volumen medido de hidrógeno.
Comparar el valor de peso equivalente obtenido experimentalmente con el peso
teórico.
MARCO TEÓRICO
Existen varios métodos para la determinación de pesos equivalentes, en esta práctica
utilizaremos el método de desplazamiento del hidrógeno. Este consiste en medir el volumen
de hidrógeno que se desprende, en condiciones ordinarias, cuando se hace reaccionar un
ácido diluido con un peso conocido de un metal.
La ley de Dalton es de uso práctico para este experimento, a fin de medir la cantidad de gas
producido en la reacción química. Se puede medir el volumen del gas a la presión atmosférica
y a temperatura conocida. Si el gas fuera puro, se podría usar de inmediato la ley de los gases
para calcular el número de moles producidos por la reacción. Sin embargo, en las condiciones
del experimento, el gas recogido contiene vapor de agua además del gas que interesa. La
verdadera presión del gas producido es, por lo tanto, según la ley de Dalton, igual a la presión
total menos la presión parcial del vapor de agua. Experimentalmente se ha hallado que la
65
presión del vapor de agua en presencia de agua líquida es constante a una temperatura dada,
su valor puede obtenerse de tablas (Tabla 20) y así usarse en los cálculos.
TABLA 20. Presión del vapor de agua en mm Hg a diferentes temperaturas en °C.
Temperatura
(°C)
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
17,535
18,650
19,827
21,068
22,377
23,756
25,209
26,739
28,349
30,043
17,753
18,880
20,070
21,324
22,648
24,039
25,509
27,055
28,680
30,392
17,974
19,113
20,316
21,583
22,922
24,326
25,812
27,374
29,015
30,745
18,197
19,349
20,565
21,845
23,198
24,617
26,117
27,696
29,354
31,102
18,422
19,587
20,815
22,110
23,476
24,912
26,426
28,021
29,697
31,461
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL .
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Lave y enjuague con agua destilada, un tubo neunométrico y sujételo a un soporte
universal por medio de una pinza doble para bureta.
Agregue en el tubo 10 mL de una solución de ácido clorhídrico 2M y llene
completamente el tubo neunométrico con agua destilada.
Pese dos cintas de magnesio que estén recién pulidas, limpias y secas.
Sujete una de las cintas de magnesio a un alambre unido a un tapón de corcho
monoharado.
Llene un vaso de precipitado de 250 mL, hasta las ¾ partes de su capacidad con
agua destilada y colóquelo en la base del soporte universal.
Retire el tubo neunométrico de la pinza e introduzca el corcho con la cinta en el tubo
como muestra la figura 21.
Observe, si el agujero del corcho está vacío y llene completamente con agua
destilada para evitar que quede aire atrapado en el tubo.
Con el dedo índice tape el agujero del corcho, invierta rápidamente el tubo y colóquelo
dentro del vaso de precipitado de 250 mL, tal como se observa en la figura 21.
Sujete nuevamente el tubo al soporte mediante pinza doble para bureta y ajuste el
tubo de tal manera que el tapón casi toque el fondo del vaso.
66
•
•
•
•
Coloque un termómetro lo más cerca posible del tapón para determinar si ocurre
algún cambio de temperatura durante la reacción.
Cuando haya finalizado la reacción espere 5 minutos para que se iguale la
temperatura del agua en el vaso.
Determine el volumen del gas dentro del tubo y la diferencia en centímetros entre el
nivel del agua del vaso y el nivel del agua en el tubo. Anote la temperatura.
Lave de nuevo el tubo y repita el mismo procedimiento para la otra cinta.
Altura de la
Columna de
agua
Fig. 21 Procedimiento experimental en la determinación del peso equivalente
67
DATOS EXPERIMENTALES
Parámetros
Cinta N° 1
Cinta N° 2
Masa del magnesio (g)
volumen de hidrógeno desprendido (mL)
Temperatura en °C
Altura de la columna de agua (mm)
Presión de vapor de agua (mm de Hg)
Densidad del agua (g/mL)
Presión atmosférica (mm de Hg)
Densidad del mercurio (g/mL)
TRATAMIENTO DE LOS DATOS
Altura de la columna de agua (H mm H2O)
(H mm H2O) = nivel de agua en el tubo - nivel de agua en el vaso
(13)
Presión equivalente a una columna de mercurio (h mm Hg)
(h mm Hg) = H mm H2O x densidad del H2O / densidad de Hg
(14)
Presión atmosférica (P atm)
P atm = Presión del gas húmedo + h mm Hg (15)
Presión del gas húmedo = P atm - h mm Hg (16)
Presión del gas seco = Presión de gas húmedo – Presión de vapor del H2O
Moles de H2 = PV / RT (18)
(17)
donde : P = presión de gas seco en atm
V = volumen de gas en L
T = temperatura en que se encuentra el sistema en °K
68
Recuerde: Un equivalente-gramo es la cantidad de compuesto que, en una reacción
química de oxido-reducción, pierde o acepta exactamente un mol de electrones.
N° de equivalentes-g oxidados = N° de equivalentes-g reducidos (19)
Peso Equivalente Experimental (P.E exp)
P.E exp = Masa de magnesio (g) / N° de moles de electrones intercambiados (20)
En base al número de moles de H2 que se obtenga y a las semireacciones redox determinará
los equivalentes–g y el peso equivalente experimental del magnesio.
RESULTADOS
Parámetros
Cinta N° 1
Cinta N° 2
Presión Equivalente de la columna de
agua (mm Hg)
Presión del gas húmedo (mm Hg)
Presión del gas seco (mm Hg)
Moles de H2
Moles reducidos de H+
Número de moles intercambiados
Peso equivalente experimental del Mg
Promedio del Peso Equivalente del Magnesio __________________________
Peso Equivalente teórico __________________________________
Error Relativo Porcentual____________________________________
69
CUESTIONARIO
1.- En un experimento de laboratorio se hicieron reaccionar ácido clorhídrico
concentrado y aluminio. Se desprendió gas hidrógeno, que fue recogido sobre agua a
25°C, su volumen fue de 355 mL a una presión total de 750 mm Hg. ¿Cuántos moles
de hidrógeno fueron recogidos? R= 0.0821 L atm/mol °K
2.- Determine el peso equivalente teórico del metal magnesio cuando reacciona con
ácido clorhídrico.
BIBLIOGRAFÍA
1. CHANG, R y COLLEGE, W. Química. Séptima edición. McGraw-Hill, México, 2002.
2. DAUB, W y SEESE, W. Química. Séptima edición. Prentice Hall, México, 1996.
3. PRETRUCCI, HARWOOD, y HERRING, G. Química General. Octava edición.
Prentice Hall, Madrid, 2003.
4. MOORE, KOTZ, STANITSKI, JOESTEN y WOOD. El Mundo de la Química. Segunda
edición, Addison Wesley Longman, México, 2000.
5. HANDBOOK of CHEMISTRY and PHYSICS . Edición 52. The Chemical Rubber CO.
Ohio, 1971-1972
70