Mxico, D.F., a 12 de marzo de 2014.Ruiz Castillo WalterSalazar Durn Samanta RubTorres Santander FernandoPrctica 6. Reactivo limitante

Objetivos. Identificar el reactivo limitante en una reaccin, de acuerdo a como se modifican los volmenes de los reactivos. Identificar el pH en una reaccin de acuerdo a como se modifican los volmenes de los reactivos. Comprender el concepto de reactivo limitante e identificar las relaciones entre los reactivos y productos en una reaccin.Reactivo# tubo0123456

A (mL)0.03.03.03.03.03.03.0

B (mL)0.00.51.01.52.02.53.0

(mL)9.06.05.04.54.03.53.0

Altura del precipitado (cm)001.12.21.41.72

Color de la disolucinAmarilloAmarilloAzul muy claroAzul muy claroAzul muy claroAzul muy claroAzul cielo

pH de la mezclaNeutroNeutroBase dbilBase dbilBase dbilBase dbilBase dbil

Reactivo# tubo7891011

A (mL)3.03.03.03.03.0

B (mL)3.54.04.55.06.0

(mL)2.52.01.51.00.0

Altura del precipitado (cm)3.23.83.64.43.4

Color de la disolucinAzul fuerteAzul fuerteAzul fuerteAzul fuerteAzul fuerte

pH de la mezclaBase fuerteBase fuerteBase fuerteBase fuerteBase fuerte

6.- Anotar las observaciones que indiquen si se lleva a cabo una reaccin.El precipitado que aparece cuando se aade el reactivo B al tuboEl cambio del pH cuando se agrega el reactivo B dado as por el indicador universal aadido previamente.7.- En qu tubo de ensaye se observa un cambio de color significativo del indicador?En el tubo 6, donde se alcanza el punto estequiomtrico y sta diferencia debera de estar mayormente marcada porque del tubo 1 al 6 se debi observar un pH neutro dentro de los tubos ya que, la primera sal , que era neutra, haca reaccionar todos los moles de la segunda sal ), que era bsica, y era la nica que podra causarnos un pH con tendencia bsica dentro de los tubos. El error del carcter bsico dentro de los primeros 6 tubos puede adjudicarse a que estaban sucios o se lavaron con jabn y ste reacciono tambin con el agua cambiando el carcter de pH.8.- A partir de qu tubo se observa que la altura del precipitado obtenido es constante?A partir del tubo 6, del tubo 7 al 11.9. Coincide el cambio de color con la altura del precipitado obtenido?En teora a menor altura de precipitado el pH debera ser neutro ya que reacciona todo el que es la sal bsica y solo queda sal neutra , esto hasta el tubo 6 que es donde reaccionan por completo ambos reactivos y nuestro pH es neutro, despus de este tubo y hasta el tubo 11 el pH debe de ser bsico ya que nos queda en exceso sal bsica , experimentalmente no obtuvimos los pH neutros indicados en los tubos 2 al 6, esto se debi tal vez a los recipientes donde realizamos las reacciones o algn material usado que estuviera contaminado.10.- Por qu despus de este tubo (cambio de color), el color y el pH de la disolucin que se observa, se mantienen constante para mayores volmenes de reactivo B agregado?Porque el reactivo A se mantiene constante y despus de ese tubo comienza a ser nuestro reactivo limitante, por lo tanto aunque nosotros agreguemos ms del reactivo B los moles que reaccionaran con A sern las mismas.Suceder lo mismo con la masa del precipitado obtenido?S porque las moles obtenidas sern las mismas dentro de estos tubos.16.- Por diferencia calcular la masa del slido obtenido en cada tubo de ensaye y registrar la informacin obtenida en la tabla 2.Tubo #123456

Masa del precipitado (g)----------0.1240.1790.230.280.30

Tubo #7891011

Masa del precipitado (g)0.320.2820.2770.2950.267

17.- Sucedi lo mismo con la masa del precipitado obtenido? A partir de qu tubo la masa del precipitado se mantiene aproximadamente constante?S, Del tubo 6 al 1118.- Coincide con tus observaciones sobre el cambio de color?S

Cuestionario19.- Localizar en una grfica de papel milimtrico (abarcando toda la hoja), los datos de masa de precipitado obtenido en gramos (ordenadas, eje Y) en funcin del volumen en mililitros, de reactivo B agregado (abscisas, eje X). Con base en las respuestas de la pregunta 7 y 18 dividir en dos los puntos obtenidos, empleando como punto de referencia el nmero de tubo en el que se observan los cambios significativos, identificar las dos rectas que describen la tendencia en cada caso y trazarlas sobre el papel.

Se llama lnea 1 al segmento que describe el comportamiento de la grfica en los primeros valores de volumen de reactivo B agregado y lnea 2 a los restantes. Tomando en cuenta esta consideracin, responder las siguientes preguntas:20.- Qu relacin se observa entre el volumen de reactivo B agregado y la masa de precipitado (slido) obtenido en la lnea 1? Describir de qu forma vara.A mayor cantidad de reactivo B que agreguemos, habr una mayor cantidad de precipitado, son directamente proporcionales.21.- Qu valor de masa de slido se obtiene para la ordenada al origen (volumen cero de reactivo B agregado)?Tericamente debera ser cero ya que al no agregar reactivo B no hay reaccin, por tanto no precipita nada, aunque realizando la regresin lineal en la calculadora obtenemos un valor negativo en nuestra ordenada al origen.

22.- Se justificara qu ste valor sea diferente de cero? Explicar porqueComo se dice en la pregunta anterior el valor en la calculadora es diferente de cero, esto no tiene sentido fsico aunque matemticamente hablando por el ajuste de nuestros valores es ese el valor que en teora debera haber de precipitado, que aunque sabemos que es imposible, no existen masas negativas.23.- En qu valor de volumen de reactivo B agregado se observa un cambio de pendiente? Localizar el punto de interseccin de la lnea 1 con la lnea 2 y dar sus coordenadas.Este punto de intersecacin* se dado para el volumen del reactivo B en (3 ml) que de acuerdo a nuestras tablas es donde la reaccin alcanza la estequiometra y a partir de este punto la masa de nuestro precipitado ser constante, por tanto hay un cambio en la pendiente, las coordenadas de este punto son: (3, 0.3)24.- Qu relacin hay entre el punto de interseccin encontrado en la grfica y el cambio de color del indicador?Tericamente podemos afirmar que despus de este punto el pH ser bsico (color azul) ya que el reactivo que queda en exceso es una sal bsica, antes de ese punto el pH debera ser neutro, ya que o bien el reactivo en exceso es neutro o bien ambos reactivos se consumen por completo y por tanto el pH permanece neutro ya que nuestros productos son neutros.25.- Qu relacin se observa entre el volumen de reactivo B agregado y la masa del precipitado obtenida en la lnea2?. Describir de qu forma varaEn la lnea 2 podemos observar que la masa se mantiene ms o menos constante, y sabemos que tericamente esta debera mantenerse constante ya que nuestro reactivo limitante es el A y aunque agreguemos ms de B no se formara ms precipitado una vez acabado ese reactivo, por lo que permanece constante. 26.- Qu valor de masa de slido (precipitado) se obtiene en promedio para ste segmento de la grfica?En promedio se obtienen 0.3 g, los resultados son muy cercanos a este valor.27.- Por qu los cambios de masa en la lnea 2 no son tan significativos que los observados en la lnea 1?Porque en esta parte ya no hay ms reaccin despus de que se termina el reactivo A, el precipitado se mantiene constante, las pequeas variaciones observadas son posibles errores al momento de extraer el precipitado o al momento de filtrarlo, aunque tericamente debe ser el mismo.

28.- Cul de los reactivos (A o B) es el que impide que se forme ms slido en los tubos que comprenden la lnea 2?El reactivo A29.- Por qu?Porque este es el reactivo limitante en esta rea de la grfica, entonces una vez que se acaba, ya no habr reaccin, y por tanto ya no se producir mas precipitado.30.- Con los datos experimentales de masa y slido obtenido, calcular el nmero de mol de los reactivos empleados en cada tubo y el nmero de mol de slido obtenido en cada caso. Colocar los valores en la tabla 3.Tabla 3.Slido obtenido, 100.08 g/mol

Tubo #Reactivo A, (cantidad en mol)Reactivo B, (cantidad en mol)Masa (gramos) del slido obtenidoCantidad (mol) del slido obtenido.

10.003000

20.0030.0010.1240.00124

30.0030.00150.1790.00179

40.0030.0020.230.0023

50.0030.00250.280.0028

60.0030.0030.30.003

70.0030.00350.320.0032

80.0030.0040.2820.00282

90.0030.00450.2770.00277

100.0030.0050.2950.00295

110.0030.0060.2670.00267

31. Trazar la grfica: mol de precipitado obtenido (ordenadas, eje Y) en funcin de la cantidad en mol de reactivo B agregado (abscisas, eje X).

32. Cmo se explica que esta grfica conserve la misma forma que la anterior?Esta grfica conserva la misma forma porque conserva las mismas relaciones que en la grfica anterior, solo que en esta grfica las relaciones son con (mol), es decir, la reaccin es la misma tanto en (mL g) como en (mol), reaccionan de igual manera.33. Estimar el valor de la pendiente en los puntos que comprenden el equivalente a la lnea 1 de la grfica anterior (los puntos iniciales) qu valor se obtiene?1.0243 es el valor que Excel nos arroja para la pendiente en la lnea 1.34. Ajustar este valor al nmero entero ms cercano y responder. Por qu se obtiene este valor de pendiente y qu relacin guarda con la ecuacin balanceada de la reaccin que se lleva a cabo?Se obtendra el valor de uno, esto tiene mucho sentido ya que en la ecuacin la relacin es 1:1 es decir la relacin es directamente proporcional, es decir por cada mol del reactivo A, reacciona una mol de reactivo B.35. Estimar el valor de la pendiente en los puntos que comprenden el equivalente a la lnea 2 de la grfica anterior (los puntos finales) qu valor se obtiene?-0.1543 es el valor que Excel nos arroja para la pendiente en la lnea 2.36. Ajustar este valor al nmero entero ms cercano (incluido el cero) y responder. Por qu se obtiene este valor de pendiente y qu informacin proporciona sobre la reaccin que se lleva a cabo?Se obtendra el valor de cero, esto tiene sentido ya que en esta parte de la grfica se mantiene constante, es decir el precipitado ya no aumenta ya que la relacin sigue siendo 1:1, es decir, por cada mol de reactivo A reaccionara una mol de reactivo B, pero al momento de que el reactivo se termina ya no habr reaccin por ms reactivo B que se le agregue, por tanto el precipitado se mantendr constante.37. Cul es el nmero de mol promedio de precipitado que se obtiene en la parte correspondiente a la lnea 2?En promedio se obtienen 0.003 mol, los resultados son muy cercanos a este valor.38. Qu reactivo (A o B), determina la magnitud de este valor?Reactivo A.39. Hay alguna relacin entre este valor y el punto de interseccin de las rectas que se observa en las grficas trazadas? Explica brevemente.S, el punto en donde se intersecan* las rectas es donde la reaccin alcanza la estequiometra es decir donde reaccionan todas las moles de ambos reactivos, a partir de este aumentara el reactivo B pero el A se mantendr constante entonces el precipitado se mantendr constante a partir de aqu, por ello se da el cambio de la pendiente.40. Qu conclusin se obtiene al observar los valores correspondientes al nmero de moles de los reactivos A, B y precipitado, en el punto de interseccin de las rectas?Que las moles son las mismas tanto para el reactivo A, B y el precipitado, esto tiene lgica ya que en el punto de la estequiometra segn la relacin molar de la ecuacin es 1:1, es decir reaccionaran todas las moles de A con todas las de B produciendo las mismas en el precipitado, esto por la relacin molar.41. Qu especie limita la formacin de , en los primeros tubos que se prepararon?Reactivo B ()42. Qu especie limita la formacin de , en los ltimos tubos que se prepararon?Reactivo A (43. Cmo se define el concepto de reactivo limitante?Es el reactivo que una reaccin se termina primero, es decir reacciona todas las moles de este reactivo, limitando as la reaccin, es decir que esta no pueda continuar ya que no hay ms reactivo con el cual hacer reaccin.44. Considerando las propiedades cido base de los reactivos empleados y la ecuacin de la reaccin balanceada, explicar el porqu de los valores de pH, antes y despus del punto de interseccin encontrado en la pregunta 24.

Antes: Sabemos que el reactivo es una sal neutra, en este caso es el que se encuentra en exceso antes del punto de estequiometra y que el reactivo es una sal bsica, sabemos que este es el reactivo limitante antes del punto de estequiometria, tomando en cuenta estos parmetros podemos inferir que el pH ser neutro ya que al final de la reaccin no queda sal bsica, ya que esta reacciona por completo.Despus: Tomando en cuenta las relaciones anteriores sabemos que ahora el reactivo que queda en exceso es la sal bsica y el reactivo limitante es la sal neutra , de acuerdo a estos parmetros podemos inferir que el pH ser bsico ya que esta sal ser la que no reaccione por completo despus del punto de estequiometra.

Cuestionario AdicionalSi la reaccin que se lleva a cabo es la siguiente:

45. Cul sera el valor de pendiente m para la lnea 1 en la grfica: Cantidad en mol de CaF2 = f (Cantidad en mol de reactivo B), para esta reaccin?Considerar que se emplean las mismas cantidades que se describen en la tabla 1.La pendiente tiene el valor de 1 hasta la equivalencia de la reaccin, ya que la relacin entre las mol del cloruro y las mol del precipitado tienen una relacin 1:1, entendindose tambin que son directamente proporcionales.46. En qu tubo se espera un cambio de pendiente para la grfica anterior?En el tubo 3 se espera ver un cambio en la pendiente, esto por la relacin estequiomtrica entre los reactivos, que es de 2 mol de A por cada mol de B, o bien. 2:1, esta relacin se puede observar en ese tubo hay 3 ml de A y 1.5 de B (3/1.5 es 2/1, lo que resulta en la razn 2:1). 47. Cul sera la cantidad en mol de CaF2 que se espera obtener a partir de ste tubo en el experimento? Considerar que se emplean las mismas cantidades que se describen en la tabla 1.A partir de ese punto se vuelve constante la cantidad de precipitado por ms cantidad de B que se introduzca, ya que solo reaccionarn los 0.0015 mol mencionados en el tubo 3 (donde ocurre el equilibrio); como la relacin dijimos era 1:1 entre B y el precipitado, se generan la misma cantidad de sustancia, es decir 0.0015 molAnlisis de resultadosSe puede observar que, segn lo esperado con la teora, la cantidad de precipitado fue aumentando del tubo 1 al tubo 5 conforme se aadieron ms mL de B, esto es porque el carbonato de calcio es el reactivo limitante en este intervalo (o sea que la cantidad de reactivo generado dependa de la cantidad de B); en el tubo nmero 6, nos encontramos con la equivalencia en la reaccin, donde ambos reactivos se comportan como el limitante, donde tambin se genera la misma cantidad mol de productos que de reactivos. A partir de este punto, del tubo 7 en adelante, las moles de A son menores que las de B, por lo que el cloruro de calcio se convierte en el reactivo limitante de la reaccin; en estos tubos, la cantidad de precipitado vari poco, pues se obtuvo por medio de los clculos que, al ser constante la cantidad de reactivo limitante, la cantidad en mol de los productos generados es la misma.El indicador universal se us para poder cerciorarnos de dichas relaciones, esto entendiendo antes que el cloruro es una sal neutra y el carbonato de potasio es una sal de carcter bsico, por lo que al principio se deba observar un pH neutro (ya sea amarillo o un poco verde), despus, a partir del tubo 6 se esperaba ver un tono azul constante, pues el indicador nos mostrara el pH generado por el potasio que se convierte en reactivo en exceso. Sin embargo, en todos los tubos excluyendo al 1, se observ un color azul ms intenso conforme ms sal de carbonato se agregase, esto puede ser que ocurra porque no se dej reposar el tiempo suficiente, o bien, que en los tubos se encontraba un contaminante que, pudiendo no participar en la reaccin pudo modificar fcilmente el pH de nuestras muestras.El otro camino y el que mejor resultado nos dio fue al filtrar el precipitado y dejarlo secar, para poder pesarlo y observar que tambin la cantidad de masa deba variar conforme la relacin dada por el nmero de mol, claro que, pudiera ser el caso de que no se filtr correctamente el carbonato de calcio o que el papel filtro no estaba realmente seco en el momento de registrar ms masas, aun as los datos obtenidos variaron de una forma aceptable tanto en la primer como en el segunda parte del experimento (observable la grfica de Masa de precipitado vs volumen de B)ConclusinA pesar de los errores y factores que no se consideraron a lo largo de esta prctica, se pudo apreciar y comprobar el concepto de reactivo limitante, pues fuimos capaces de generar resultados cercanos a los obtenidos de forma terica, donde al variar un reactivo y mantener constante el otro, nos damos cuenta que el ser reactivo limitante o reactivo en exceso depende de la cantidad de sustancia y de la estequiometria de la reaccin.Conocer que reactivo limita la reaccin de gran importancia, ya que nos permite conocer la cantidad de materia de productos que se generan en una reaccin, dando ms control a nuestros diseos experimentales y facilitando los clculos estequiomtricos que se puedan presentar. Tratamiento de residuosMezclar todas las disoluciones filtradas de los tubos 1 al 12, neutralizar (pH entre 6 y 7) y desechar en la tarja, el slido obtenido, se junta, se disuelve con la mnima cantidad de HCl concentrado se neutraliza y desecha en la tarja.Bibliografa Brown, Theodore L., Qumica. La ciencia central, Pearson, 12va. Edicin, Mxico 2014, 1064 pp. Chang, Raymond, et al. Qumica, McGraw-Hill, 11va. Edicin, China 2013. 1107 pp. Dingrando, Laurel, et. al. Qumica. Materia y cambio. McGraw-Hill, Primera edicin. Mxico 2010, 976 pp.