LEY DE LAVOYSIER

1ºBACHILLER

TÉCNICAS DE LABORATORIO

OBJETIVOS

• Comprobar la ley de Lavoisier: la masa se conserva en toda reacción ya sea física o química.

• Estudiar las reacciones que hay entre reactivos y sus productos

• Aprender a trabajar con elementos químicos y su manipulación en el laboratorio.

• Pesar distintas cantidades en la balanza electrónica y aprender como funciona ésta.

• Saber diferenciar entre el peso y la masa, que aunque son magnitudes distintas las consideramos iguales.

• Practicar el trasvase de un aparato a otro.

FUNDAMENTO TEÓRICO

• En esta practica hemos aprendido que en toda reacción química la masa total de las sustancias que reaccionan (reactivos) coincide con la masa total de las sustancias obtenidas (productos):

LEY DE LAVOISIER O LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA MASA

A + B C + D

Como todos los procesos que tienen lugar en el Universo, son de naturaleza física o quimica y en ellos la masa permanece constante, se puede enunciar la ley de conservación de la materia de carácter más general como:

La materia ni se crea ni se destruye, sólo se transforma.

• Hemos utilizado la balanza electrónica para medir la masa de los reactivos y productos, ésta hace una lectura digital y permite conocer automáticamente la tara de un recipiente.

Hemos aprendido a manejarla teniendo en cuenta la utilización de las diferentes teclas:

• ON: para encenderla.

• OFF: para apagarla.

• CERO: para poner la balanza a cero.

• TARE: para que aparezca a cero cuando ponemos encima un recipiente y así poder medir solo la cantidad del producto que vertemos.

• Hemos conocido el reactivo limitante que es aquel que en una reacción química (donde existen reactivos y productos), se acaba antes. La reacción depende del reactivo limitante (o R.L.), pues, según la ley de las proporciones definidas, los demás reactivos no reaccionarán cuando uno se haya acabado. Este procedimiento lo hemos aplicado en la parte D de la práctica.

Cuando se ha balanceado una ecuación, los coeficientes representan el número de átomos de cada elemento en los reactivos y en los productos. También representan el número de moléculas y de moles de reactivos y productos.

MATERIAL UTILIZADO

Esta práctica esta dividida en 4 partes (A, B, C, D) y en cada una de ellas hemos utilizado diferentes tipos de materiales:

PARTE A:

• Balanza

• Vaso de precipitados (20 ml)

• Frasco lavador

• Papel de filtro

• Agua destilada

• Cloruro sódico sólido (NaCl)

PARTE B

• Balanza

• Erlenmeyer (100 ml)

• Tubo de ensayo pequeño

• Disolución diluida de yoduro potásico (KI)

• Disolución diluida de nitrato de plomo (II) (Pb(NO3) 2)

PARTE C

• Balanza

• Erlenmeyer (50 ml)

• Frasco lavador

• Papel de filtro

• Frasco para líquidos con tapón

• Agua destilada

• Aspirina

PARTE D

• Balanza

• Erlenmeyer (100 ml)

• Embudo

• Globo plástico

• Carbonato de calcio sólido (CaCO3)

• Acido clorhídrico (HCl)

PROCEDIMIENTOS

PARTE A: Reacción física

La finalidad de este procedimiento era comprobar si la ley de conservación de las masas se cumplía. Para ello vertimos, mediante el frasco lavador, en un frasco para líquidos con tapón aproximadamente 20 ml de agua destilada, después lo pesamos junto al papel que contenía el cloruro sódico (NaCl). La masa fue la siguiente:

m1 = 216,6 g

Seguido a esto, echamos el cloruro sódico en el agua destilada procurando que no entrara ni saliera aire de la disolución. Cuando termino de diluirse completamente, lo que hicimos fue pesarlo junto al papel donde estaba el cloruro sódico, y el resultado fue el siguiente:

m2 = 216, 8 g

Debido a un pequeño error las dos medidas no coincidieron pero esta diferencia era muy pequeña lo que indicó que la ley de conservación de masas o ley de Lavoisier si se cumplió en el experimento.

FORMULA DE LA REACCIÓN: NaCl (s) + H2O (L) = NaCl (L)

PARTE B: Reacción quimica

En este procedimiento hemos comprobado que si hacemos reaccionar dos sustancias puede cambiar su color pero no su masa.

Dentro del Erlenmeyer que contenía disolución de yoduro potásico metimos un tubo de ensayo pequeño con disolución de nitrato de plomo sin que se juntaran y perfectamente cerrado para que el aire no saliera ni entrara. Enseguida, pesamos el Erlenmeyer obteniendo un resultado de:

m3 = 202,5 g

Después de pesar el Erlenmeyer, le dimos la vuelta de modo que se mezclaran las dos disoluciones contenidas en este así, pusimos en contacto el yoduro de potasio y el nitrato de plomo (II), y se transformaron en nitrato de potasio y yoduro de plomo, y observamos que este compuesto tubo un súbito cambio de color diferente al de los reactivos, el amarillo, la aparición de este color se debe a que el yoduro de plomo (II) no es soluble en agua.

Finalmente pesamos el Erlenmeyer y el resultado fue:

m4 = 202,5 g

Una vez más, la ley que estamos estudiando se cumple, esta vez con una precisa medida de masa en los reactivos y productos obtenidos.

Hicimos el ajuste de la ecuación de la reacción de manera que se mantuviera la ley de la conservación de la masa, añadiendo coeficientes estequiométricos para que la ecuación resultante fuera correcta, debía de haber el mismo número de átomos de cada elemento en los dos miembros:

Kl L + Pb (NO3)2 L = Pbl2 S + KNO3 L

2Kl (L) + Pb (NO3)2 (L) = Pbl2 (S) + 2KNO3 (L)

PARTE C: Reacción quimica

Igual que en la parte A disolvimos en un Erlenmeyer 20 ml de agua destilada y lo pesamos junto al papel que contenía un trozo de aspirina (cuyo nombre deriva de su estructura, ácido acetilsalicílico) en la balanza. El resultado fue el siguiente:

M5 = 54,6 g

Después de pesarlos, los juntamos y cerramos el Erlenmeyer sin perder el tiempo y q no entrara o saliera aire y lo que se observo fue que debido a los gases producidos aumentó la presión que ocasiono que el tapón saliera volando. La razón de la efervescencia de la pastilla es que esta lleva ácido carbónico que en medio acuoso se disocia en dióxido de carbono y agua, dando lugar a burbujitas.

Ya con la aspirina disuelta en el agua, lo pesamos de nuevo y el peso fue el mismo que el anterior:

M6 = 54,6 g

Pero le quitamos el tapón al Erlenmeyer y el resultado fue un gramo menos:

M7 = 53,6 g

Lo observamos durante aproximadamente un minuto y lo que sucedió fue que el valor de la masa disminuyo a:

M8 = 52,1 g

* Lo que ocurre con un globo: valoración crítica.

PARTE D: Reacción quimica

En esta parte del procedimiento tenemos como objetivo estudiar la reacción del carbonato de calcio (Caco3) con el acido clorhídrico (HCl) para dar un compuesto formado por cloruro cálcico (CaCl2), anhídrido carbónico (CO 2) y agua (H2O).

Formula de la reacción:

CaCO3 (S) + HCl (L) = CaCl (S) + CO2 (g) + H2O (L)

CaCO3 (S) + 2HCl (L) = CaCl (S) + CO2 (g) + H2O (L)

El primer paso es colocar en el Erlenmeyer en la balanza y pesarlo. La masa del Erlenmeyer fue de:

M9 = 57,6 g

Y lo juntamos a a una cantidad de 50 ml de una disolución de acido clorhídrico 2M.

Después, pesamos 2 gramos de carbonato de calcio y lo trasferimos a un globo. Y este globo lo pusimos en la boca del Erlenmeyer sin que las sustancias contenidas reaccionasen y pesándolo todo junto nos dio una masa de:

M10 = 110,6 g

Después de pesarlo, le dimos la vuelta al globo cuidadosamente para que las dos sustancias se juntaran, dejando caer el carbonato cálcico sobre el acido clorhídrico y lo agitamos.

El resultado fue un desprendimiento de CO2 que quedo recogido en el globo, inflándolo y aumentando su volumen.

Una vez disuelto se volvió a pesar y nos dio un resultado mayor al anterior:

M11 = 111,1 g

En este ultimo procedimiento también hemos comprobado que la ley de Lavoisier si se cumple.

Con 24 horas de diferencia volvimos a pesar el compuesto y el resultado ha sido:

M12 = 111 g

Cálculos matemáticos:

Para calcular el reactivo limitante se llevaron a cabo una serie de operaciones:

2 g CaCO3 x 1mol

= 0.02 moles de CaCO3

100 g CaCO3

50 ml de HCL x 0.48 molar

= 0.024 moles de HCl

100 g HCl

Teniendo en cuenta lo anterior, nos damos cuenta que en la reacción están actuando 0,02 moles de CaCO3 y 0,024 moles de HCl por lo que este ultimo es el limitante.

Entonces:

(0,24 moles de HCl) x (1 mol de CaCl / 2 moles de HCl) x (110 g Cacl2 / 1 mol Cacl2) = 1.32 gramos de CaCl

(0.024 moles de HCl) x (1 mol de CO2/ 2 mol de HCl) x (44 g CO2 / 1 mol CO2) = 0.53 gramos de CO2

(0.024 moles de HCl) x (1 mol de H2O / 2 moles de HCl) X (18 g H2O / 1 mol H2O) = 0.22 gramos de H2O

(0.008 gramos de CaCO3) x (100 gramos de CaCO3 / 1 mol de CaCO3) =

0.8 gramos de CaCO3

Masa total:

Tenemos que sumar: el Erlenmeyer + CaCl + CO2 + H2O + cAco3 + 50 g de agua y el resultado son 114,64 gramos lo que se acerca a la masa total antes mencionada (M11).

VALORACIÓN CRÍTICA

Esta práctica ha sido fundamental para ayudarnos a familiarizarnos con los productos químicos con los que hemos trabajado.

En cada una de las partes hemos ido comprobando que la suma total de las masas de los reactivos coincide con la masa total de los productos, y aunque hemos tenido pequeñas diferencias en las partes A y D, en las partes B y C, en cambio, la medida de la masa ha coincidido.

Cuando trabajamos con la aspirina observamos que el tapón del Erlenmeyer salio suspendido debido a la presión que se había originado por el desprendimiento de CO2. Lo mismo sucedió cuando la profesora puso en la boquilla del Erlenmeyer un globo, este aumento su tamaño a causa de la ya mencionada presión. Y como ya he comentado antes esto es debido al acido de carbono que lleva la aspirina que en contacto con agua se transforma en CO2.

También parte tuvimos un problema, una de nosotras echo la aspirina en el Erlenmeyer antes de pesar este a parte y nos toco tirarlo, porque ya no servia y volver a pedirle a la profesora otro trozo de aspirina para así pesar el Erlenmeyer antes de juntarlo con ésta.

Me ha gustado mucho la practica porque hemos trabajado con productos tan comunes como una aspirina o un globo y tan alejados de nuestro día a día como el acido clorhídrico.

Un problema que he tenido es con la parte D en los cálculos matemáticos, porque lo que se explicó, yo no lo había visto nunca y fue un poco difícil de entender.

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