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• Luis Angel Chura

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UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES FACULTAD DE INGENIERIA

PRACTICA Nro. 3 BALANCE DE MATERIA DOCENTE:

ING. LEONARDO CORONEL RODRIGUEZ

ESTUDIANTE: UNIV. CHURA FELIPE LUIS ANGEL CARRERA:

INGENIERIA INDUSTRIAL

GRUPO:

PARALELO B

FECHA:

10/10/2020

GESTION:

2/2020 LA PAZ - BOLIVIA

INDICE 1.-Objetivo General 2.- Objetivos Específicos 3.- Fundamento Teórico 4.- Materiales y Reactivos 5.- Parte Experimental 5.1 Determinación de la solubilidad del cloruro de sodio 5.2 Balance de materia con reacción química 6.- actividades

1 OBJETIVO GENERAL • COMPROBAR LA LEY DE CONSERVACIÓN DE LA MATERIA DE LAVOISIER, TANTO EN SISTEMAS SIN REACCIÓN QUÍMICA COMO ENSISTEMAS CON REACCIÓN QUÍMICA. 2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS • PREPARAR UNA SOLUCIÓN SATURADA • DETERMINAR LA CANTIDAD DE SOLUTO QUE NO SE DISUELVE • DETERMINAR LA SOLUBILIDAD DEL CLORURO DE SODIO (SAL COMÚN EN AGUA) • REALIZAR OPERACIONES DE FILTRACIÓN Y SECADO • REALIZAR UNA REACCIÓN QUÍMICA MIDIENDO LAS CANTIDADES DE REACTIVOS INTRODUCIDOS AL SISTEMA Y DE PRODUCTOS FORMADOS, PARA DIFERENTES CANTIDADES DE REACTIVO. • DETERMINAR EL RENDIMIENTO DE LA REACCIÓN 3-. FUNDAMENTO TEORICO LEYES PONDERALES Ley de la Conservación de la Materia. Que fue desarrollado por Antoinne Lavoisier “La suma de las masas de las sustancias reaccionantes es igual a la suma de las masas de los Productos”. La materia no se crea ni se destruye, sólo puede ser transformada. Ley de las proporciones definidas Desarrollado por Joseph Louis Proust, llegó a la conclusión: “Cuando dos o más sustancias Químicas se combinan para formar un compuesto determinado, lo hacen siempre en una Proporción de masa fija y constante independientemente del origen o de la forma de la preparación del compuesto”. Ley de las Proporciones Múltiples Fue postulado por John Dalton “Si dos elementos forman más de un compuesto, la masa de un Elemento que se combina con una masa fija del otro elemento se encuentra en relaciones Expresadas por números enteros sencillos”. Ley de las Proporciones Recíprocas Enunciada por Jeremías Richter: “Los pesos de dos elementos que reaccionan con un peso fijo de un tercer elemento reaccionan entre sí, según una relación de números enteros de dichos pesos”. Peso Equivalente La formación de un compuesto químico, se basa en la ley de la composición definida y constante y la ley de los volúmenes de combinación. Cuando se combinan los elementos para formar un compuesto, lo hacen en una relación específica de pesos. Si se escoge cualquier

elemento como patrón, se puede establecer una comparación del peso de cada elemento que se combine con un determinado peso del elemento patrón. Estos pesos de combinación se conocen hoy como pesos equivalentes. Luego podemos definir el peso equivalente de un elemento, (o compuesto), como la cantidad del mismo que se combina o desplaza químicamente a 8 g de oxígeno o 1,008 g de hidrógeno.

Ley de las Combinaciones Equivalentes "Los elementos cuando se combinan lo hacen entre sus pesos equivalentes o entre cantidades Proporcionales a estos pesos equivalentes". Ley de los Volúmenes de Combinación Fue de los trabajos de Gay Lussac que se resumió esta ley que a la letra dice “Cuando los Gases reaccionan químicamente a presión y temperatura constantes, sus volúmenes se Relacionan entre sí por medio de sus coeficientes estequiométricos”. A continuación nos abocaremos a aplicar estas leyes y que implícitamente se desarrolla en los Problemas que acá se plantea. REACCIONES QUÍMICAS Una reacción química es el proceso por el cuál dos o más sustancias puestas en contacto Reaccionan entre sí o ejercen su actividad para formar una nueva sustancia, la misma que es Representada mediante una ecuación química. Clasificación de las reacciones químicas a) Por su mecanismo:    

Reacción de Síntesis o combinación Reacción de Análisis o descomposición Reacción de simple sustitución Reacción de Metátesis o doble sustitución

b) Por su reactividad:  

Reacciones reversibles Reacciones irreversibles

c) Por su intercambio energético: 

Reacción endotérmica



Reacción exotérmica

d) Por su Naturaleza:  

Reacción de neutralización Reacciones de combustión

e) Por el cambio de Estado de oxidación:  

Reacción de oxidación Reacción de reducción

BALANCE DE MATERIA SIN REACCIÓN QUÍMICA Son operaciones en las cuales se mezclan diferentes sustancias que no modifican su naturaleza Química, por ejemplo un proceso de destilación, en la cual no existe reacción química. El método general para resolver balances de masa (BM) es simple: 1. Definir el sistema. Dibujar un diagrama de proceso. 2. Colocar en el diagrama los datos disponibles. 3. Observar cuales son las composiciones que se conocen, o que pueden calcularse fácilmente para cada corriente. 4. Determinar las masas (pesos) que se conocen, o que pueden definirse fácilmente, para cada Corriente. Una de estas masas puede usarse como base de cálculo. 5. Seleccionar una base de cálculo adecuada. Cada adición o sustracción deberá hacerse tomando el material sobre la misma base. 6. Asegurarse de que el sistema esté bien definido. Se cumple el principio de la conservación de la materia. ENTRADA = SALIDA 4-. MATERIALES Y REACTIVOS

5-. PARTE EXPERIMENTAL 

PROCEDIMIENTO

5.1 DETERMINACIÓN DE LA SOLUBILIDAD DE CLORURO DE SODIO.        

En un vaso de precipitados de 250 ml pese 50 g de agua destilada. Registre el peso del vaso con agua Añada sal común al vaso de precipitados, agitando con la varilla de vidrio hasta que se forme una solución saturada con soluto sin disolver. Registre el peso del vaso con el agua y el soluto Realice el balance de masa y determine el peso del soluto añadido Filtre el exceso de soluto que no se disolvió y séquelo en el horno Realice un balance para el soluto y determine el peso del soluto disuelto. Exprese la solubilidad en G de soluto/100 G de agua DETERMINACION DE LA SOLUBILIDAD DE CLORURO DE SODIO

Mv𝑎𝑠𝑜 𝑣𝑎𝑐í𝑜 + Magua + Msal = 191,86 𝑔 Mv𝑎𝑠𝑜 𝑣𝑎𝑐í𝑜 = 121,1𝑔 Mv𝑎𝑠𝑜 𝑣𝑎𝑐í𝑜 + Magua = 171,1𝑔 M𝑠𝑎𝑙 = 191,86 − 171,1𝑔 = 20,76

Masa del papel filtro = 1,158 g

5.2 BALANCE DE MATERIA CON REACCION QUIMICA         

Pese exactamente dos muestras de 0,1 g y de 0,25 g de cromato de potasio y diluya en agua destilada (20 cm3) en dos vasos de precipitados de 100 mL. Pese exactamente dos muestras de 0,35 g de nitrato de plomo (II) y diluya en agua destilada (20 cm3) en dos vasos de precipitados de 100 mL. Mezcle ambos reactivos y observe la formación del precipitado de cromato de Plomo (II). Pese el papel filtro antes de utilizarlo y registre. Filtre el precipitado formado y séquelo en el horno. Pese el precipitado que es el rendimiento en cromato de plomo (II) real de la reacción. Escriba la reacción química correspondiente. Determine el reactivo limitante Determine el % de rendimiento (%) de la reacción

Masa del papel filtro = 1,20 g

PESOS ATÓMICOS 𝑲 = 𝟑𝟗, 𝑶 = 𝟏𝟔, 𝑵 = 𝟏𝟒,

𝑪𝒓 = 𝟓𝟐, 𝑷𝒃 = 𝟐𝟎𝟕 Con estos datos, realice su informe (segunda parte) 6. ACTIVIDADES PRIMERA PARTE.- SOLUBILIDAD DE LA SAL EN AGUA VIDEO 1.- https://www.youtube.com/watch?v=vxtDhVeIrdM&t=125s 6.1.- Con ayuda del video 1 y con los datos dados en la guía experimental, determine la Solubilidad del NaCl en 100 g de agua. SOLUCION: Mvaso vacio = 121,1g  Mvaso vacio + Magua = 171,1g  Mvaso vacio + Magua + msal = 191,86g  Msal = 191,86g - (Mvaso vacio + Magua)  Remplazamos  Msal = 191,868 - 171,1g  Msal = 20,76g  Los datos obtenidos de la sal saturada no disuelta, con la ayuda de la filtración  Mpapel filtro = 1,1589  Mpapel filtro + msal = 3,988g  Determinamos la masa de la sal no disuelta en la solución  Msal = 3,9889 – 1,158g = 2,83g  Hallamos la masa de la sal disuelta en la solución  Msal disuelta = 20,76 – 2,83g  Msal disuelta = 17,93g Determinamos la solubilidad de la sal (NaCl) en 100g de agua  Multiplicamos por 2 a la cantidad de la masa de la sal disuelta en 50ml de agua, para poder sacar en 100g de agua  17,93g 2 = disolución

Respuesta-.35,86 gNaCl/100 cc H 2 O 6.2.- Resuelva el problema de solubilidad.Se desea determinar la solubilidad del cloruro de sodio a 20 °C y se procede de la siguiente manera: El Peso del vaso de precipitado es 88,358 g, se vierte cierta cantidad de la solución saturada de NaCl y ahora el peso del conjunto es de 148,358 g. Cuando se evapora hasta sequedad, se vuelve a pesar y da un valor de 104,208 g tanto el vaso y la sal. Encuentre la solubilidad de la sal a dicha temperatura en g NaCl/100 g H2O. Solución  Datos: Mvaso vació = 88,358g Mvaso vació + Msolucion = 148,358g Calculamos la masa de la solución:  Msolucion = 148,358g - 88,358g Msolucion = 60g Calculamos la sal disuelta en la solución:  Mvaso vacio + msal disuelta = 104,208g Msal disuelta = 104,2089 - 88,358g Msal disuelta = 15,85g La solubilidad es: 15,85g 2,27 = solubilidad 35,98gNaCl/100g H20

VIDEO 2.- https://www.youtube.com/watch?v=3fOeGGfpiy8 6.3.- Describir en tus palabras, cuál es el fenómeno que determina la solubilidad. Apóyate en el siguiente link (80 palabras) R.- En el video se puede observar que la polaridad es la que determina la solubilidad con la que actúan los compuestos, tales que tienen que presentar puentes de hidrogeno o enlaces de hidrogeno para que haya solubilidad.

6.4.- Qué riesgos identificas para la confiabilidad de los datos obtenidos al determinar la solubilidad del cloruro de sodio con los materiales utilizados en casa, respecto a los materiales utilizados en el laboratorio de la universidad. R.- lo que yo veo es que sufrimos el riesgo de variar las medidas, ya que son medidas muy pequeñas y esta podría hacer variar todos los datos finales y no habría una confiabilidad como la que hay en laboratorio de la universidad con la ayuda y materiales que nos ofrecen que la universidad nos ofrece.

6.5.- Identifica en casa un ejemplo de la vida cotidiana donde se verifique la ley de la conservación de la materia y descríbelo. R.- cuando hacemos crema de huevo se hace reaccionar clara de huevo y azúcar, y si pesamos antes de mezclar, la masa de la clara y la masa del azúcar serán igual a la masa de la mezcla final. Esto es debido a la conservación de la materia. 

VIDEO 3.- https://www.youtube.com/watch?v=A9Ag1seap2g 6.6.- considerando el video 3, calcular la masa de asida que se produce al hacer reaccionar 20 g de nitrógeno gaseoso con 30 g de sodio. Igualamos: NaN3 – N2 + Na 2NaN3 → 3N2 + 2Na Datos: Mnz = 20g Mna = 30g Primero hallamos los moles de del sodio 

30 gNa×

1 molNa =1,30 moles Na 23 gNa

Con este dato podemos hallar el número de moles de la azida de sodio

1,30 moles Na=

2 mol Na N 3 =1,30 moles Na N 3 2 moles Na

Con el dato de los moles de la azida de sodio hallamos los gramos

1,30 moles Na N 3=

65 g Na N 3 =84,5 g Na N 3 1 moles Na N 3

VIDEO 4.- https://youtu.be/c5E4KBxqEoI 6.7.- Realizar el diagrama de flujo de la práctica realizada en el vídeo 4

ESTEQUIOMETRIA

TENIENDO TODOS LOS MATERIALES PARA COMENZAR CON EL EXPERIMENTO

 

SOLUCION DE Pb (NO3)2 SOLUCION DE KI



AGUA DESTILADA

MEDIMOS 5 ml DE LA SOLUCION DE 0,12 GRAMOS DE KI METIENDOLO AL TUBO DE ENSAYO (1) MEDIMOS 6MI DE Pb (NO3)2 EN OTRO TUBO DE ENSAYO (2) QUE CONTIENE EXCESO TENIENDO LAS SOLUCIONES

VERTIMOS EL TUBO DE ENSAYO 2 EN EL TUBO DE ENSAYO 1

TUBO DE ENSAYO (1), (2) EN (1)

CAPSULA DE PORCELANA ESTUFA ELECTRICA

REGISTRAMOS LA MASA DEL PAPEL DE FILTRO MAS EL PRECIPITADO CON LA MASA TEORICA CALCULADA CALCULAMOS EL PORCENTAJE DE RENDIMIENTO

PORCENTAJE DE REINDIMIENTO

         

COLOCAMOS EL EMBUDO SOBRE EL MATRAZ MIDIENDO LA MASA DEL PAPEL DE FILTRO FORMAMOS UN CONO CON EL PAPEL DE FILTRO Y LO COLOCAMOS SOBRE EL MATRAZ

COLOCAMOS EL PAPEL SOBRE LA CAPSULA DE PORCELANA Y LO LLEVAMOS A LA ESTUFA ELECTRICA 15 MINUTOS RETIRAMOS LA CAPSULA CON CUIDADO

2 TUBOS DE ENSAYO 1 GRADILLA 1EMBUO DE 60MI 1 MATRAZ DE 100MI 1 PIPETA DE 5MI 1 PIPETA DE 10MI 1 PROPIETA 1 GAGUETA 1 PAPEL DE FILTRO (PESADO) 1 CAPSULA DE PORCELANA

EMBUDON MATRAZ PAPEL DE FILTRO

COLOCAMOS AGUA DESTILADA EN EL MATRAZ AGREGAMOS EL CONTENIDO DEL TUBO DE ENSAYO EN EL PAPEL ESPERAMOS PARA LA FILTRACION Y RETIRAMOS

AGUA DESTILADA PAPEL FILTRADO

6.8.- Escriba las reacción química, determine el reactivo limitante, asimismo el rendimiento de la reacción química. 2KI + Pb (NO 3 ¿2→ Pb I 2 + 2K (NO 3 ¿  0,12g  2,71g 

0,12g

271g 

Calculamos el reactivo limitante

0,12 gKl 2mol (166 g

g ) mol

=3,61× 1 0−4

 

2,71 gPb ¿ ¿ 

El reactivo limitante será  Reactivo limitantes →KI VIDEO 5.- https://youtu.be/U0FHBEUitnc 6.9.- En el vídeo 4 ¿qué norma o nomas de seguridad incumple la docente?, realice una tabla donde debe explicar la toxicología de las sustancias que menciona la docente. R.- En el video se puede observar que la docente no ocupa cubre bocas, guante látex, no llevaba el pelo recogido, no etiqueto los recipientes de las sustancias, mala manipulación de los materiales e instrumentos del laboratorio (uso no adecuado de los materiales y falta de su seguridad para su salud)  INFORMACION TOXICOLOGICA DEL YODURO DE POTASIO  Información sobre los efectos toxicológicos  Toxicidad aguda No se clasificará como toxicidad aguda.  Corrosión o irritación cutánea  No se clasificará como corrosivo/irritante para la piel.  Lesiones oculares graves o irritación ocular  No se clasificará como causante de lesiones oculares graves o como irritante ocular.  Sensibilización respiratoria o cutánea  No se clasificará como sensibilizante respiratoria o sensibilizante cutánea. 

Resumen de la evaluación de las propiedades CMR  No se clasificará como mutágeno en células germinales, carcinógeno ni tóxico para la reproducción. • Toxicidad específica en determinados órganos - exposición única No se clasifica como tóxico específico en determinados órganos (exposición única).   • Toxicidad específica en determinados órganos - exposición repetida  Provoca daños en los órganos (tiroides) tras exposiciones prolongadas o repetidas (en caso de ingestión).  Peligro por aspiración  No se clasifica como peligroso en caso de aspiración.  Síntomas relacionados con las características físicas, químicas y toxicológicas  • En caso de ingestión  Diarrea, fiebre, cefalea, Provoca daños en los órganos: tiroides  • En caso de contacto con los ojos  No se dispone de datos  • En caso de inhalación  No se dispone de datos  • En caso de contacto con la piel  Esencialmente no irritante  INFORMACION TOXICOLOGICA DE NITRATO DE PLOMO  • Toxicidad agua: compuesto Contaminante del agua.  - Corrosión/irritación cutáneas: Sí.  - Lesiones oculares graves/irritación ocular: Sí.  - Sensibilización respiratoria o cutánea: Sí.  - Mutagenicidad en células germinales: No.  - Carcinogenicidad: Si. 

- Toxicidad para la reproducción: Sí.  - Toxicidad sistémica específica de órganos diana: No disponible.  - Peligro por aspiración: Sí.  - Posibles vías de exposición: Dermal y oral  .- Efectos inmediatos: Irritación y corrosión de órganos  . - Efectos retardados: No disponible  - Efectos crónicos por exposición única: Anemia, problemas en los riñones, hígado, sistema nervioso central  - Efectos crónicos por exposición repetida: Anemia, problemas en los riñones, corazón, sistema nervioso central