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INFORME 5: Determinación del porcentaje de NaHCO3 en una pastilla de ALKA-SELTZER®. Maria E.Rueda, Natalia Demoya RESUMEN El objetivo principal de esta práctica es determinar el porcentaje presente de NaHCO3 en una pastilla de AlkaSeltzer, este se realiza haciendo medidas de pérdida de masa y el de desplazamiento de agua generada por el gas producido en la reacción. Además se reconoce la importancia de la estequiometria y los conceptos de reactivo límite y en exceso. Para llevar a cabo dicho objetivo se desarrollaron dos métodos anteriormente citados, utilizando como reactivos ácido acético y pastillas de Alka-Setzer , la cuales fueron fragmentadas y pesadas minuciosamente con la medida de la cantidad necesaria para ejecutar la reacción; los métodos consistían en hacer reaccionar el Alka-Seltzer con una cantidad determinada de ácido acético y posteriormente medir la cantidad de gas, por medio de la pérdida de peso en la solución, o por medición volumétrica de dicha cantidad; fue necesario hacer duplicado de cada prueba obtener un valor de medida más preciso. Después de realizar los ensayos necesarios para determinar la cantidad de NaHCO3 presente en la pastilla de Alka-seltzer, se procede a realizar cálculos que permiten hacer un análisis completo de lo obtenido en la práctica y compararlos con lo reportado en la literatura (relacionándola con la ecuación balanceada dando cumplimiento a la realización de uno de los objetivos), y así determinar si los métodos realizados son los adecuados para realizar dichas mediciones. Finalmente se encuentra que dichos métodos aunque no son precisos, ayudan a determinar de forma cercana la cantidad de componentes presentes en la pastilla de un medicamento antiácido y observar experimentalmente un reactivo límite y un reactivo en exceso. PALABRAS CLAVE: Alka-Seltzer, ácido recolección de gases sobre agua, estequimetria.

measuring the amount of gas, by means of weight loss in the solution, or by volumetric measurement of the amount, it was necessary to duplicate each test to obtain a measurement value more accurate. After performing the necessary tests to determine the amount of NaHCO3 present in the tablet of Alka-seltzer, we proceed to perform calculations that allow a full analysis of the findings in the lab and compare them with the theoretical (relating it to the balanced equation in compliance with the realization of one objective), and determine if the methods are appropriate made in making the measurements. Finally found that although these methods are not precise, help determine closely the amount of components present in the tablet antacid and an experimentally observed bound reagent and a reagent in excess. KEY WORDS: Alka-Seltzer, acetic acid, collecting gases over water, , estequimetria.

INTRODUCIÓN El trabajo realizado en este experimento se basa en la determinación de la cantidad de bicarbonato de sodio por dos métodos distintos como lo son el método por pérdida de masa y el método de recolección de gases, en los cuales se presentan los debidos cálculos de los resultados y los cuales son comparados con el valor reportado por el fabricante y estos son repetidos para dar de alguna manera una mayor validez, exactitud y precisión. Para llevar a cobo esta práctica fue necesario tener claros conceptos como:

acético,

ABSTRACT The main goal of this exercise is to determine the percentage of NaHCO3 present in a tablet of Alka-Seltzer, this is done by making measurements of mass loss and displacement of water generated by the gas produced in the reaction. Further recognizes the importance of the stoichiometry and concepts limit and excess reagent. To carry out this aim, the two methods mentioned above, using acetic acid as reactants Alka-Setzer pills, which were fragmented and the heavy thoroughly with the measurement of the amount necessary for reaction; methods were reacting Alka-Seltzer with a given amount of acetic acid and then

METODOLOGÍA En el método por pérdida de masa se realiza pesando la pastilla del Alka-Seltzer con y sin el empaque, y midiendo 30 ml de vinagre; la pastilla se introduce en el recipiente que contiene vinagre, y es cubierto con un vidrio reloj mientras ocurre la reacción para evitar pérdidas del gas, y se esperan 10 minutos próximamente, mientras se observa detenidamente lo que ocurre, finalmente se pesa la reacción y se reportan en los resultados los datos y análisis obtenidos ,se repite el procedimiento para al realizar los cálculos teniendo 2 puntos de referencia.

2do ENSAYO: En el segundo método “recolección de gases sobre agua” se colocan 20 ml de vinagre en un balón de fondo redondo, mientras tanto se pesan 0,4g de Alka-Seltzer y se envuelven en papel de filtro, en seguida la envoltura se coloca cuidadosamente en el cuello del balón (evitando que este caiga en el fondo), entretanto en un recipiente se cola una cantidad de agua (aproximadamente 4 cm de altura) y se llena una probeta con agua que se coloca boca abajo en el recipiente, evitando que se introdujera aire en esta misma.. Después de seguir estos pasos, se coloca el extremo de una manguera dentro la probeta, y el otro extremo que se encuentra conectado con un corcho, el cual tapa la boca del balón, se deja caer en antiácido en el fondo del recipiente y se observa lo que ocurre mientras se reporta el volumen de agua desplazado por el desprendimiento de gas. RESULTADOS Y ANALISIS DE RESULTADOS: 1.

METODO POR PÉRDIDA DE MASA.

Tabla1: Resultados obtenidos en método de pérdida de masa. VARIABLE Masa vinagre + vaso 150ml Masa Vaso 150 ml Masa vinagre + vaso 150ml + alka-seltzer Masa Alkaseltzer + empaque Masa empaque Masa Vaso después de la reacción

1er ENSAYO 113.6722

2do ENSAYO 112.0053

Promedio

84.1124

84.1124

84.1124

115.2917-114.3228= 0.9689g

ANÁLISIS: Al observar esta diferencia se puede ver la masa de perdida los 2 ensayos, está perdida se debió a la reacción que ocurre entre el ácido cítrico y el bicarbonato pero en esta práctica para garantizar que hubiera una gran pérdida de dióxido de carbono agregamos ácido acético para que este también reaccionara con el bicarbonato y hubiera una mayor pérdida de CO2, como se puede observar en las siguientes reacciones: Reacción entre bicarbonato y ácido acético: HC2H3O2+ NaHCO3↔NaC2H3O2+ CO2+ H2O Esta reacción es una reacción simple ya que se forma con un ácido (ácido acético) y una base (bicarbonato de sodio) lo que hace que se libere H2O, una sal de sodio del ácido acético NaC2H3O2 (acetato de sodio) y el CO2 que era lo que queríamos que se liberara en gran cantidad. Reacción entre el bicarbonato y ácido cítrico:

112.83875 H3C6H5O7+ 3NaHCO3 ↔ 3CO2+ 3 H2O + Na3C6H5O7

116.9586

115.2917

116.42495

3.8682

3.8860

3.8860

0.5818 115.9667

0.6149 114.3228

0.59835 115.1475

En esta reacción también observamos que al mezclar el ácido cítrico y el bicarbonato estos dos al igual que la reacción anterior forman una sal, en este caso la sal trisodica del ácido cítrico, agua y de nuevo también se forma CO2. Masa de NaHCO3 que reaccionó: Para hallar la cantidad de bicarbonato calculamos la cantidad de moles de dióxido de carbono y con esta empezamos a deducir la cantidad de bicarbonato de la siguiente manera: 1er ENSAYO

Discusión de resultados: Teniendo los datos presentes en la tabla podemos calcular la masa de pérdida CO2, la masa de NaHCO3 que reaccionó y el porcentaje de masa de NaHCO3 de la tableta, de la siguiente manera:

2do ENSAYO

Masa de CO2 perdida: Para obtener la masa de CO2 perdida realizamos de diferencia entre la Masa vinagre + vaso 150ml + alka-seltzer y la masa del vaso luego de la reacción: 1er ENSAYO: 116.9586-115.9967 = 0.9919g En el promedio de la cantidad de masa de NaHCO3 que reacciono se tuvo 1.87g de NaHCO3.

Porcentaje de masa de NaHCO3 de la tableta: Para realizar el porcentaje en masa de bicarbonato tomamos la masa de bicarbonato y la dividimos entre la masa del alkaseltzer lo que nos da un porcentaje realmente formal de bicarbonato de sodio presente en la pastilla.

1er ENSAYO Estructura del alka-seltzer(C16H17O14Na).

2do ENSAYO

ANALISIS: Al tener en cuenta el porcentaje de bicarbonato de sodio obtenido por este método que fue de en el primer ensayo realizado y 56.54% en el segundo, al compararlo con el porcentaje reportado que es de 60% podríamos decir que este método es de alguna manera confiable ya que se acerca con un rango de ±2.3%. Pero esta desviación puede estar dada a la intervención de algunos factores durante el experimento como, el tipo de balanza que utilizamos, el rango de error de la misma, quizá la humedad del medio haya afectado o como se puede comparar en los ensayos hechos, el porcentaje obtenido no fue del mismo ya que la cantidad de gramos en las tabletas vario un poco. 2. METODO DE RECOLECCION DE GASES Resultados Tabla2: resultados del método por recolleccion de gases. MEDIDAS INTENTO INTENTO PROMEDIO 1 2 Altura de 4cm 4,5cm 4,25cm agua en la vasija. Volumen (12,5cm (12,2cm CO2. altura) altura) 79ml 80 ml 78,01 ml Volumen de (8,1 cm (8,3 cm agua restante altura) altura) 52,46ml 51,8ml 53,12ml Temperatura 18°C 18°C 18°C del agua

El porcentaje de bicarbonato de sodio (NaHCO3) presente en una pastilla de Alka-Seltzeres de 65,84%, este se puede demostrar gracia a la información presente en la envoltura de la pastilla: Alka-Seltzer C16 H17 O14 Na Componentes del Alka-Seltzer: Bicarbonato de sodio 1,976g (NaHCO3) Ácido cítrico 1,000g (C6H8 O7) Ácido acético 0,0324g (C9H5O4) _________________________________ Alka-Seltzer 3,00084g

CANTIDAD DE CO2 PRESENTE EN LA R EACCIÓN 0.4g DE LA PASTILLA DE ALKA-SELTZER Y ÁCIDO ACÉTICO. CH3COOH + NaHCO3 CO2 + H2O + CH3COONa 60g + 84g  44g + 18g + 82g 0,2633g Gramos calculados (TEORICOS):

Gramos teóricos.

Presión: PT = PCO2 + PH2O 0,73 atm = PCO2 + 0,0230atm PCO2 = 0,736 - 0,0230atm PCO2 = 0,713 P.V = n.R.T

(

)

Gramos obtenidos:

estas pueden ser: La evaporación del agua y la disolución del CO2 en esta afectan notablemente la medición del porcentaje, ya que no se puede obtener una medida precisa de los valores medidos como el peso de las muestras para al realizar los cálculos, pues si el CO2 se diluye en agua, la medida de este aumentaría , contrario a lo que sucedería si el agua se evapora, ya que al medir esta cantidad será menor. Si toda la pastilla reacciona en la recolección de gases, determine el volumen de CO2 que se recolectaría a las condiciones de laboratorio. Para realizar este cálculo de las reacciones se utilizan los resultados reportados en el método anterior, para obtener una aproximación de los valores que se obtienen.

Discusión de resultados Volumen que se obtendría en la práctica: En la reacion el porcentaje derendimiento es del 75.41% devido a que posiblemente los instrumentos utilizadosen la practica de laboratorio posen un porcentaje alto de error de medición, comparándolos con los utilizados en la industruia, por tal motivo los procedmientos realizados posen un porsentaje alto de eror lo cual permite dejar por evidente que el rendimiento de la reacion no sera del 100% tambien teniendo encuenta que incluso en la industria el porcetaje de rendimiento de la reacion no pose el 100% ya que el contacto con el medio y la manipulacion de las sustancias, los productos y los reactivos lo cual permite que la reacion no posea su maxima capacidad.

Volumen teórico. Alka-Seltzer C16 H17 O14 Na Gramos teóricos: Bicarbonato de sodio

3,00084g

1,976g (NaHCO3)

% DE BICARBONATO PRESENTE EN UNA PASTILLA DE ALKA-SELTZER. Porcentaje reportado por el fabricante 65.84%NaHCO3

P.V=n.R.T (

)

Porcentaje obtenido en el laboratorio

0,1998g

PORCENTAGE DE ERROR ETRE LOS METODOS UTILIZADOS. Estos cálculos se realizan con el porcentaje obtenido y teórico de bicarbonato de sodio.

Discusión de resultados: El resultado del porcentaje de NaHCO3 presente obtenido en la práctica es más pequeño, que el reportado por la literatura, esto puedo suceder debido al error de medición que algunos instrumentos poseen y a el mal manejo del practicante al realizar el ensayo, todo esto pudo hacer una diferencia de 10,49%. Por otro lado, otros factores pueden influir en la disminución considerable que se dio en la medida de porcentaje presente ,

M1: Pérdida de masa

M2: recolección de gases

Análisis El método M1 tiene mayor precisión que M2, esto pudo suceder debido a que posiblemente el primer método se haya realizado con más precisión que el segundo, o a que el peso de la cantidad de pastilla se haya hecho con más precisión.

CONCLUSIONES Con ayuda de la estequiometria es posible realizar la comparación entre la cantidad de gas que se debe obtener, y la cantidad de gas obtenido. Se logró comprobar en práctica que las reacciones dependen de los reactivos que se encuentran en menor cantidad estequiometria. Se puede afirmar que los dos métodos del experimento tienen poca precisión, por la diferencia que se observa en lo reportado por la literatura y lo obtenido en la práctica sin embargo existe mayor exactitud en el experimento M1 que en el experimento M2, ya que, el porcentaje de error es menor en M1.

BIBLIOGRAFIA Izquierdo, José , Torres, F. (2004). Cinética de las reacciones químicas. Barcelona: EDICTONS.

L. Brown, H. (2004). In Talabera B. (Ed.), Quimica la ciencia central (novena edición ed.). España:Pearson Educasión. R. S. Becker, W. E. (1997). BeltranTrans.). Boston:Reverte.

Quimica

general

(J.

Imagen del Alka-Seltzer recuperado dehttp://mastersearch.chemexper.com/cheminfo/servlet/org.db creator.MainServlet?searchValue=C16H17O14Na&searchTe mplate=rn.value%3D%22%3F%22+elsor+iupac.value%3D%2 2%3F%22+elsor+mol.value%3D%22%3F%22+elsor+mol.val ue%3D~%22%3F%22+elsor+mf.value%3D%22%3F%22+els or+entry.catalogID%3D%22%3F%22+elsor+%28iupac.value %3D~%22%3F%22+or+catalog.description%3D~%22%3F% 22%29&action=PowerSearch&format=ccd&target=structure& options=brandqtyoffer&style=&forGroupNames=&sort=%3E entry.counter&history=on