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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS Universidad del Perú, DECANA DE AMERICA

FACULTAD DE CIENCIAS FISICAS Laboratorio de Química General DETERMINACION DE LA MASA EQUIVALENTE    

Profesor: Santos Álvarez López Curso: Química General Horario: Lunes 15:00 – 17:00 hrs. Integrantes:

 Alarcón Fernandez, José Luis ---------15130126  Ayala Mamani, Roberto Antoni---------15130206  Sánchez Flores, Fernando Andrés-----15130175

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INDICE 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Introducción. (pág. 3) Principios teóricos. (pág. 4) Materiales y reactivos. (págs. 5 - 6) Proceso Experimental. (págs. 7 - 8) Cálculos. (pág. 9) Calculo de la masa equivalente (pág.10) Porcentaje de error relativo (pág. 10)

8. Conclusiones

y

recomendaciones.

(pág. 11) 9. Cuestionario. (págs. 12 - 16) 10. Bibliografía. (pág. 16)

INTRODUCCION

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Es sabido que todo elemento quimico posee muchas caracteristicas desde el elemento mas simple hasta el mas complejo. Por eso en esta oportunidad vamos a estudiar la masa equivalente de un elemento quimico de manera particular con el Magnesio. El peso equivalente es un peso estandar de combinacion que permite determinar la capacidad de combinacion de las masas de diferentes especies quimicas. Para determinar el peso equivalente se toma como referencia: la cantidad de peso de una sustancia que se libera, combina o dezplaza 1 unidad en peso de hidrogeno, o 8 unidades en peso de ozigeno 35,5 unidades de peso de cloro. La masa equivalente de un elemento es el peso en gramo del mismo que se combina con 8g de O 2 ó 1,008 g de H2 , siendo el equivalente-gramo una cantidad en gramos del compuesto igual al peso equivalente del mismo. La masa equivalente se puede determinar de forma experimental y puede ser por: - Determinacion directa. - Metodos analiticos. - Por desplazamiento de agua. Para determinar la masa equivalente del magnesio se usa la tecnica de dezplazamiento de agua.

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PRINCIPIOS TEORICOS Masa Equivalente: En nuestras actividades cotidianas, es muy comun utilizar equivalencias, tal es el caso entre kilogramo y gramo, litro y mililitro, etc… En las reacciones quimicas las sustancias que participan se combinan en cantidades equivalentes en masa; En la ciencia quimica, a estas cantidades se denominan peso de combinacion o peso equivalente.

Peso Equivalente ó peso de combinacion: Es la cantidad de una sustancia capaz de combinarse o dezplasar una parte en masa de H 2 , O2 , Cl2 estan establecidos como cantidades estadares de referencia. PE(H2) = 1 ; PE(O2) = 8 ; PE(Cl2) = 35,5 Cabe indicar que el H2 , O2 , Cl2 se toman convencionalmente como elementos de referencia ya que se combinan con la mayoria de los elementos para formar una gran variedad de compuestos quimicos.

MATERIALES Y REACTIVOS

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- Balanza: Instrumento que sirve para pesar o medir masas.

- Tubo de ensayo: Es una pieza confeccionada con cristal que se emplea en los laboratorios quimicos para realizar diferentes tipos de analisis; Estos tubos se encuentran cerrados en un extremo y abiertos en el otro.

- Pinza : es una herramienta que sirve para sujetar los tubos de ensayo, cuando estos se calientan o se causa una reaccion en ellos.

- Probeta de 500 ml: es un instrumento de plastico o de vidrio que se usa en el laboratorio para contener y medir un liquido o un gas.

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- Juego de tapones bihoradado, mangueras y conexiones: Este nos sirve para realizar todo el experimento y trabajar a C.N. (evitando las burbujas de aire).

- HCl y Mg en virutas: son los reactivos.

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PROCESO EXPERIMENTAL 1. Instalar el equipo de acuerdo al diagrama.

2. Pesar exactamente con 2 cifras decimales muestra de Mg que sea menor que 0,2 g.

una

0,19 g

3. Colocar en un tubo de pueba 20 ml de HCl al 2,5 M.

HC l

4. Llenar el balon de agua y colocar el tapon de jebe bihoradado conectado a un frasco donde se recoja el agua desalojada.

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5. Llenar la conexión de agua soplando por el otro extremo de la manguera que va al frasco, no debe quedar burbujas de aire. 6. Agregar al tubo de prueba la muestra pesada y tapar inmediatamente colocando el tapon Debe de estar hermeticamente cerrado. 7. Soltar la conexión final para que se dezplase el agua. 8. Al final de la reaccion, medir el volumen de agua desalojada. Luego medir la temperatura de agua en el balon para determinar su presion de vapor.

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CALCULOS 1. Peso del Mg. Al pesarlo 3 veces en la balanza otuvimos un promedio de 0,19 g. 2. Temperatura del agua en el balon (T). T = 24°C

C K−273 = 5 5



24 K−273 = 5 5

 K = 297 K

3. Presion del vapor de agua La presion del vapor de agua en la experiencia fue 22,4 mmHg. 4. Presion barometrica. Teoricamente es de 756 mmHg. 5. Presion del gas seco: P = (4) – (3) P= 756 mmHg - 22,4 mmHg P = 733,6 mmHg 6. Volumen de H2 = Volumen de agua desalojada El volumen de agua desalojada lo sacamos por la cantidad de agua desalojada midiendo en la probeta y se obtuvo un resultado de 57,5 mL. 7. Presion a C.N. (P0) Es un valor teorico ya establecido de 1 atm o 760 mmHg. 8. Temperatura a C.N. (T0) Es un valor ya establecido a condiciones normales y opta por el valor de 0°C o 273 K. 9. Temperatura de H2 a C.N.

{V 0= PP0 x TT0 xV }

mmHg 273 K x x 57,5 mL } {V 0= 733,6 760 mmHg 297 K

{ V 0=51,017565 mL }

V0 = 51,02 mL

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CALCULO DE LA MASA EQUIVALENTE Sabemos que la masa equivalente de un metal es la masa de este; capaz de generar 1,008 g de hidrogeno ó 11,207 L. a condiciones normales de presion y temperatura. Con suficiente cantidad de acido. Tenemos la ecuacion. Mg(g) + 2HCl(ac)  MgCl2 (ac) + H2 (g) (1)

 (9)

0,19 g

51,02 ml

Masa equivalente  11207 ml (0,19 g )x(11207 ml ) = (Masa Equivalente)x(51,02

ml

)

Masa Equivalente = 41,74.

PORCENTAJE DE ERROR RELATIVO El valor teorico del Mg = 12,15 g

|

( Valor teorico−Valor experimental ) x 100 Valor teorico

|

( 12,15−0,19 ) x 100 12,15

%Error=

%Error=

|

|

|

%Error=

|

( 11,96 ) x 100 12,15

%Error=|0,9873621| x 100

%Error=98,44

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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES - Recomendación: al momento de pesar el metal asegurarse que sea lo indicado porque de haberlo pesado mal indicaria una enorme falla en el porcentaje de error, tal vez lo cual indique lo que se hayo en nuestro grupo con un % de error del 98,44 . - Mediante el experimento logramos obtener la masa de un equivalente gramo de magnesio. - El H2 liberado es un gas humedo (mezcla de hidrogeno y vapor de agua) - El volumen de H2 liberado es igual al volumen de agua desplazada.

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CUESTIONARIO

1. Explicar y determinar la meqq y el N° de eqg de 10,0 g de: a)

HCl

N ° de iones H −¿ Masa molecular HCl Meq−g HCl= ¿ Meq−g HCl=

36,5 gramos/mol 1 equivalente/mol

Meq−g HCl=36,5 gramos/equivalente

10 gramos  “X” equivalentes 36,5 gramos  1 equivalente X=

(10 gramos) x(1 equivalente) 36,5 gramos X =0,27 equivalentes .

b)

NaOH

N ° de iones OH −¿ Masa molecular NaOH Meq−g NaOH= ¿ Meq−g NaOH=

40 gramos /mol 1 equivalente/mol

Meq−g NaOH=40 gramos /equivalente

10 gramos  “X” equivalentes 40 gramos  1 equivalente X=

(10 gramos) x(1 equivalente) 40 gramos X =0,25 equivalentes .

c)

NaCl Meq−g NaCl=

Masa molecular NaCl N ° de aniones

Meq−g NaCl=

58 ,5 gramos/mol 1 equivalente /mol

Meq−g NaCl=58 , 5 gramos /equivalente

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10 gramos  “X” equivalentes 58,5 gramos  1 equivalente X=

(10 gramos) x(1 equivalente) 58 , 5 gramos X =0,17 equivalentes .

d)

Ca

Cl2

Meq−g CaCl 2=

Masa molecular Ca Cl2 N ° de aniones

Meq−g CaCl 2=

111 gramos/mol 2equivalente /mol

Meq−g CaCl 2=55 , 5 gramos /equivalente

10 gramos  “X” equivalentes 55,5 gramos  1 equivalente X=

(10 gramos) x(1 equivalente) 55 , 5 gramos X =0,18 equivalentes .

e)

H2SO4 a (HSO4)Meq−g H 2 S O4 =

Masamolecular H 2 S O4 N ° de electrones transferidos

Meq−g H 2 S O4 =

98 gramos/mol 3 equivalente /mol

Meq−g=32 , 7 gramos/equivalente

10 gramos  “X” equivalentes 32,7 gramos  1 equivalente X=

(10 gramos) x(1 equivalente) 3 2 , 7 gramos X =0,30 equivalentes .

f)

H2SO4 a (HSO4)2Meq−g H 2 S O4 =

Masamolecular H 2 S O4 N ° de electrones transferidos

Meq−g H 2 S O4 =

98 gramos/mol 8 equivalente / mol

Meq−g H 2 S O4 =12,25 gramos/ equivalente

10 gramos  “X” equivalentes 12,25 gramos  1 equivalente

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X=

(10 gramos) x(1 equivalente) 12,25 gramos X =0,82 equivalentes.

g)

H2O a H2 Meq−g H 2 O=

Masa molecular H 2 O N ° de electrones transferidos

Meq−g H 2 O=

18 gramos /mol 2 equivalente/mol

Meq−g H 2 O=9 gramos /equivalente

10 gramos  “X” equivalentes 9 gramos  1 equivalente X=

(10 gramos) x(1 equivalente) 9 gramos X =1,11 equivalentes .

h)

H2O a O2 Meq−g H 2 O=

Masa molecular H 2 O N ° de electrones transferidos

Meq−g H 2 O=

18 gramos /mol 2 equivalente/mol

Meq−g H 2 O=9 gramos /equivalente

10 gramos  “X” equivalentes 9 gramos  1 equivalente X=

(10 gramos) x(1 equivalente) 9 gramos X =1,11 equivalentes .

2. Explicar porque en la experiencia el volumen de hidrogeno seco es lo mismo que el volumen de gas hidrogeno humedo e igual que el volumen de agua desplazada. Porque en el experimento, al hacer reaccionar el magnesio con el acido clorhidrico, se libero el gas hidrogeno, que al ejercer una presion en el balon

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con agua, hizo que el agua se dezplace al otro recipiente; significa entonces que el volumen del gas hidrogeno humedo o seco representa el volumen de agua desplazada.

3. Demostrar porque la presion medida del gas hidrogeno humedo es mayor que la medida del gas hidrogeno seco. La presion del gas hidrogeno humedo es mayor que la medida del gas hidrogeno seco porque el gas hidrogeno humedo es una mezcla de hidrogeno gaseoso y vapor de agua. Como la presion total del gas se calcula sumando las presiones parciales de sus componentes (ley de Dalton), la presion del gas hidrogeno humedo va a ser mayor a la del gas hidrogeno seco por tener mas componentes. 4. En un experimento se gasto 0,830 g de un metal divalente y desprendio 432 ml de H 2 ¿Calcular la masa equivalente del metal? 2 MH  M 2 + H2 0,830 g 432 ml m(metal) 11207 ml mmetal =

(0,830 g)x (11207 ml) 432 ml

mmetal =21,53 g N ° de iones H−¿ Masametal Meq−gmetal = ¿ Meq−gmetal =

21,53 g /mol 2eqg /mol

Meq−gmetal =10,76 g/eqg

5. Cuando el nitrato de potasio se reduce a amonio, en medio acido, determine la masa equivalente del nitrato de potasio.

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KNO3 + 10 H+ + 8eMeq−g=

Masamolecular KN O3 N ° de electrones transferidos

Meq−g=

101 g /mol 8 eq g /mol

NH4+ + 3H2O

Meq−g=12,6 g /eq g

6. Si 4,00 g de O2 seco ocupa 2,80 L a condiciones normales de presion y temperatura. ¿Qué volumen ocupara si esta humedo a 30°C y a la presion de 705 mmHg? Suponer que el O2 es gas que tiene comportamiento ideal. Phumedo + PO

2

seco

=P barometrica=756 mmHg

PO seco =51mmHg 2

T humedo=T O seco =30 ° C=303 K 2

( PVT ) CN =( PVT ) experimental L) (51 mmHg) V CN =( ( (756 mmHg)(2,8 ) ) experimental 273 K 303 K V e =46,06 L

BIBLIOGRAFIA - https://www.google.es/advanced_se arch - http://ocw.unican.es/ensenanzastecnicas/fundamentos-de-

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quimica/practicas-1/Practicas %20Quimica_10_11.pdf - http://www.wordreference.com/es/ - http://definicion.de/categoria/cienci a/ - Quimica – Rolando Polo Collantes – pag. 491