Objetivos:

El objetivo general de este experimento es determinar mediante el proceso de “Calentamiento”, el cual generará cambios físicos por la variación de la temperatura en la muestra, la masa real o experimental derivada del agua presente en la muestra de BaCl2.2H2O, una sustancia di hidratada.

Calcular la masa teórica de la muestra de BaCl2.2H2O . Hallar el porcentaje teórico del agua (H2O) presente en la muestra di hidratada.

Hallar el porcentaje experimental del agua (H2O) presente en la muestra di hidratada.

Obtener el porcentaje de error entre el porcentaje teórico y el porcentaje experimental.

Fundamento teórico:

Sal hidratada:

Una sal hidratada es una molécula de sal cristalina que está levemente pegada a cierto número de moléculas de agua. La sal es creada cuando un anión de ácido y un catión de base se combinan para producir una molécula a base de ácido. Una molécula de sal que no está ligada a ninguna molécula de agua es un anhidro, y una molécula de sal que está ligada a moléculas de agua es una sal hidratada. En este último caso, las moléculas de agua son incorporadas en la estructura cristalina de la sal.

DETERMINACIÓN PORCENTUAL DEL

AGUA

Punto de ebullición:

El punto de ebullición de un compuesto químico es la temperatura que debe alcanzar éste para pasar del estado líquido al estado gaseoso; para el proceso inverso se denomina punto de condensación. La definición exacta del punto de ebullición es la temperatura a la cual la presión de vapor iguala a la presión atmosférica.

Desecador:

Un desecador es un instrumento de laboratorio que se utiliza para mantener limpia y deshidratada una sustancia por medio del vacío.

Está fabricado con un vidrio muy grueso y en él se distinguen dos cavidades, la primera cavidad más grande y superior, permite poner a secar la sustancia, y la otra cavidad inferior se usa para poner el desecante, más comúnmente gel de sílice.

Al estar sellado al vacío la tapa siempre es difícil de volver a abrir.

El desecador se compone por un vidrio fuerte y otras veces puede ser hecho en porcelana.

Calentamiento:

Es el proceso físico-químico que consiste en añadir calor a un sistema, para aumentar su energía cinética y por lo tanto, el número de choques de las partículas crece, generando un incremento en la velocidad de la reacción.

En caso de que se quiera disminuir la velocidad de la reacción química, es necesario extraer calor del sistema mediante un proceso contrario al calentamiento, en este caso el fenómeno se conoce como enfriamiento.

Ley de la conservación de las masas:

Se puede enunciar como «En una reacción química ordinaria la masa permanece constante, es decir, la masa consumida de los reactivos es igual a la masa obtenida de los productos». Una salvedad que hay que tener en cuenta es la existencia de las reacciones nucleares, en las que la masa sí se modifica de forma sutil, en estos casos en la suma de masas hay que tener en cuenta la equivalencia entre masa y energía.

Pesar:

Las balanzas son instrumentos destinados a determinar la masa de un cuerpo, se caracterizan por su exactitud, por su precisión y por su sensibilidad. La primera cualidad se refiere a la propiedad que posee cualquier instrumento físico para suministrar el resultado de una medida con un valor coincidente con el verdadero; ello implica que el error sea lo más reducido posible.

Las condiciones para secar productos sólidos dependen de la cantidad de sólido, de la naturaleza del disolvente que se quiere eliminar y de la sensibilidad del producto al calor y a la atmósfera.

Las muestras cristalinas de compuestos estables húmedos con disolventes no tóxicos y volátiles a temperatura ambiente (como por ejemplo agua o etanol) se pueden secar al aire colocando los cristales entre hojas de papel desecante hasta que sólo queden trazas de disolvente (que se detecta por el olor o por el aspecto). Finalmente se acaban de secar en una estufa eléctrica a la temperatura adecuada.

Es frecuente, sobretodo en el caso de sustancias orgánicas, el secado a temperatura ambiente en desecadores de vacío y con la ayuda de agentes desecantes.

EXPERIMENTO 1:REACTIVOS Y MATERIALES:

REACTIVOS CARACTERISTICAS

Cloruro de bario di hidratado BaCl2.2H2O Es un reactivo que es altamente soluble en agua; es una sal, toxica y de una coloración blanca.

MATERIALES FUNCIONCrisol de Porcelana Es un elemento que puede soportar altas

temperaturas, normalmente a más de 500°C.

Mechero Bunsen Es un quemador de gas natural o preparado del tipo de pre mezcla y la llama es el producto de la combustión de una mezcla de aire y gas butano.

Balanza Electronica Medir masas de sustancias sólidas.Desecador Se utiliza para mantener limpia y

deshidratada una sustancia por medio el vacío.

Trípode Se utiliza como apoyo en el calentamiento de las sustancias con el Mechero Bussen.

Triangulo de Porcelana El Triángulo de Porcelana es un instrumento de laboratorio utilizado en procesos de calentamiento de sustancias. Se utiliza para sostener crisoles cuando estos deben ser calentados.

Aro metálico Es un componente importante para el montaje. Se utiliza para calentar y sujetar

Piseta Se utiliza para contener algún solvente, por lo general agua destilada o desmineralizada.

Pinzas Son un tipo de sujeción ajustable, generalmente de metal, que forma parte del equipamento de laboratorio,

mediante la cual se pueden sujetar diferentes objetos de vidrio

REACTIVO:

MATERIALES:

CRISOL DE PORCELANA

Cloruro de bario di hidratado BaCl2.2H2O

ARO METALICO

BALANZA ELECTRONICA DESECADOR

TRIANGULO DE PORCELANA MECHERO BUSSEN

TRIPODE PISETA

PINZAS

DIAGRAMA DE FLUJO:

En una balanza analítica colocar el crisol de porcelana y luego pesarlo.

Agregar aproximadamente 2 gramos de BaCl2.2H2O en el crisol previamente pesado, en esta experiencia la masa del BaCl2.2H2O (muestra di hidratada) equivalió a 52 gramos.

La muestra di hidratada es llevada a calentar con la ayuda de un mechero Bunsen con la finalidad de evaporar el agua presente y formar la sal anhidra.

El tiempo de calentamiento estimado es de 10 min aproximadamente, luego incrementar la temperatura durante 3 minutos. .

Pasado el tiempo estimado, la muestra (que ya contiene solo a la sal anhidra BaCl2) es llevado al desecador cuyo objetivo es mantener la muestra anhidra y enfriarla.

La sal anhidra es sacada del desecador, inmediatamente se lleva el crisol que contiene la muestra a la balanza.

Por diferencia de masas entre la masa del crisol de porcelana y la masa total se hallará la masa de la sal anhidra obtenida.

CÁLCULOS Y OPERACIONES:

1. Cálculo del porcentaje teórico del agua a partir de BaCl2.2H2O

BaCl2.2H2O(s) + Calor BaCl2(s) + 2 H2O(g)

2.01 g x

244.3 36

Por la relación entre la Masa y la Masa Molar:

BaCl2.2H2O H2O

Masa 2.01 g x g

Masa Molar 244.3 36

x=36×2.01244.3

x=0.296 g

(Masa Teórica del agua en el BaCl2.2H2O)

MasaMasa Molar

Masa teórica de la muestra de BaCl2.2H2O = 2.01 g

Masa teórica del agua en el BaCl2.2H2O = 0.296 g

Porcentaje teórico del agua = Masateórica del agua

Masateóricade lamuestra×100 %

%Teórico H ₂O= Masa teóricadel aguaMasateóricade lamuestra

×100 %

%Teórico H ₂O=0.2962.01

×100 %

%Teórico H ₂O=14.73 %

2. Cálculo del porcentaje experimental del agua a partir de BaCl2.2H2O

Masa del crisol de porcelana = 19.77 g

Masa de BaCl2.2H2O (sal hidratada) = 2.01 g

Masa Total (crisol + sal anhidra) = 21.51 g

Masa experimental de BaCl2.(sal anhidra) = Masa Total – Masa del crisol)

Masa experimental de BaCl2.(sal anhidra) = 21.51 – 19.77 = 1.74 g

Masa experimental de H2O = Masa de BaCl2.2H2O – Masa de BaCl2.(sal anhidra)

Masa experimental de H2O = 2.01 – 1.74 = 0.27 g

Porcentaje experimental del agua = Masa experimentaldel agua

Masaexperimental de lamuestra×100 %

% expH ₂O= Masa experimentaldel aguaMasaexperimental de lamuestra

×100 %

% expH ₂O=0.272.01

×100 %

% expH ₂O=13.43 %

3. Cálculo del porcentaje de error:

%Error=¿%Teórico H ₂O−%expH ₂O∨ ¿%Teórico H ₂O

×100 %¿

%Error=¿14.73 %−13.43 %∨ ¿14.73%

×100 %¿

%Error=8.825 %

CONCLUSIONES:

Teóricamente en 2.01 gramos de BaCl2 .2H 2O debería haber 0.296 gramos de agua, pero experimentalmente obtuvimos que se evaporó 0.27 gramos de agua.

Este resultado es debido a la ley de conservación de la masa y a la reacción ocurrida en el primer experimento la cual se muestra de la forma:

BaCl2.2H 2O→BaCl2+2H 2O

El porcentaje de error es debido a errores sistemáticos en los experimentos, ya que estos no pueden ser perfectos experimentalmente pero el que se obtuvo fue un porcentaje de error bajo, esto comprueba la eficiencia con la que se procedió en la experiencia.

El BaCl2 resultó tener gran solubilidad en el agua destilada, debido a que es un compuesto iónico.

RECOMENDACIONES:

Se recomienda tener un adecuado uso de los instrumentos y materiales de laboratorio a emplear, en este experimento será conveniente medir con exactitud la cantidad adecuada de BaCl2.2H2O (m = 2.01 g en el experimento), para así tener un menor margen de error.

Dejar la muestra al fuego del mechero Bunsen el tiempo indicado (10 min + 3 min), para no repetir la operación.

Trasladar de forma inmediata la muestra anhidra al desecador para evitar que se vuelva a hidratar.

Pesar de forma inmediata la muestra anhidra sacada del desecador y colocarla en la balanza.

Anotar la masa correspondiente del crisol de porcelana con exactitud para obtener un menor porcentaje de error.

APLICACIONES A LA ESPECIALIDAD:

Mediante esta experiencia tendríamos el porcentaje de cualquier sustancia en distintas muestras, no solo del agua, sino de sustancias que pueden ser nocivas para el medio ambiente.

Poder calcular cuánto es el grado de humedad de una sustancia.