domingo, 18 de febrero de 2018

Reactivo limitante y porcentaje de rendimiento (Reporte)

Universidad de Guanajuato
División de Ciencias Naturales y Exactas
Biología Experimental
Agosto-Diciembre 2016  
 REACTIVO LIMITANTE Y PORCENTAJE DE RENDIMIENTO



Balandrán Gutiérrez Uriel Eduardo, Espinosa Lira José Iván, Muñoz Carranza Sergio Rodrigo, Gámez Ramírez Roberto y Miranda Gálvez Gabriel Vidblain,


Objetivo:

Calcular el porcentaje (%) de rendimiento en reacciones en las que la cantidad de producto obtenido depende del reactivo limitante. 

Material y reactivos:
  • Vidrios de reloj
  • 1 tubos de ensaye
  • Agitador de vidrio
  • Vaso de precipitado de 250 mL
  • Piseta 
  • Plancha de calentamiento 
  • K2CrO(cromato de potasio)
  • Pb(NO3)(Nitrato de plomo)

Procedimiento



1.  Se pesaron 0.97 g de K2CrO4 y 0.99 g de Pb(NO3)2. El K2CrO4 se diluyó completamente en 10mL de H2O (destilada) dentro de un tubo de ensayo. Y se agregó a la disolución de Pb(NO3)2 previamente realizada con 9mL de H2O en el vaso de precipitado.
2.    Se esperó hasta que la mezcla se homogeneizara y se colocó sobre la plancha de calentamiento mientras se agitaba constantemente hasta alcanzar un cambio de color en la mezcla.
3.    Cuando se finalizó el calentamiento, se dejó reposar hasta que se sedimentó el producto de la reacción, y con la pipeta, se extrajo la mayor cantidad de líquido posible. Después se lavó el precipitado con agua destilada por cinco veces.
4.    Se realizó una breve y pequeña reacción con etanol, posteriormente se procedió a limpiar la muestra para facilitar su posterior secado.
5.    Al haber extraído todo el etanol restante, se calentó la muestra una vez más para finalizar el secado y obtener una muestra pura que pesar.

Resultados

Teniendo la ecuación,
  
K2CrO4 + Pb(NO3)2    →  PbCrO2  +   2KNO3

Calculamos el peso molecular de cada compuesto:

(Reactivo A) K2CrO= 194.188 g/mol
(Reactivo B) Pb(NO3)= 331.2008 g/mol
(Reactivo C) PbCrO2  = 323.192 g/mol
(Reactivo D) 2KNO= 202.2 g/mol

Experimentalmente, se pesaron 1.0184 g de Pb(NO3)2 y 0.9637 g de K2CrO4.

Podemos deducir por simple observación que el reactivo limitante es el B, y lo corroboramos con una regla de 3, considerando que 194.188 de A, reaccionan con 331.208 g de B, y calculamos la cantidad en g de A que reaccionan con 1.0184g de B:

(1.0184*194.88)/331.28 = 0.5971 g de A

Por lo que podemos saber que aproximadamente del reactivo A, es decir, el que está en exceso., van a quedar 0.3666 g sin reaccionar.

El producto que vamos a recuperar, es el C, teniendo en cuenta que el reactivo limitante es el B, es el que usamos para calcular nuestro rendimiento teórico.

Tenemos que por cada 331.208 g de B, se obtienen 323.192 g de C, por lo tanto:

(1.0184*323.12)/331.28= 0.9938 g de C es lo que teóricamente debemos obtener.

El peso de C obtenido experimentalmente fue de 3.8401 g

El rendimiento porcentual es (3.8401 g/0.9938 g)* 100  = 386.406 g

Discusión

El precipitado que resulta del cromato de potasio y nitrato de plomo  es el cromato de plomo, un sólido cristalino de color amarillo, misma tonalidad que presenta  la reacción debido a este compuesto; sin embargo el cambio de intensidad de color es más perceptible cuando la muestra es expuesta a una fuente de calor, esto es debido a que el color del cromato de plomo resulta ser más coloreado que el color del plomo cuando este llega a precipitar, así, da la apariencia de intensificarse, pero desde luego solo está reaccionando el plomo y el cromato para producir antes mencionada sustancia: el cromato de plomo.

De acuerdo a los cálculos, el reactivo limitante es el nitrato de plomo, es decir, que la cantidad, en gramos, del mismo reaccionará por completo antes de que el cromato de potasio lo haga primero, por ello, esta última sustancia es la que está presente en exceso, así, sobrando con 0.36 g, los cuales no pudieron reaccionar con el nitrato de plomo.  

Teóricamente se debió haber obtenido aproximadamente 0.99 g de cromato de plomo, mientras que experimentalmente se obtuvo 3.84 g, es decir, más del doble, por lo que inferimos que la muestra a pesar no estaba completamente seca y por tanto la cantidad que contenía de agua o etanol afectaron el peso. Por consiguiente de todo lo anterior nuestro porcentaje de rendimiento supera los 300, pues el sedimentado de cromato de plomo no es puro.

Conclusiones

Gracias a la realización de la práctica, pudimos observar cómo es que varía la cantidad de producto que teníamos planeada en comparación con la cantidad de producto que realmente se generó en la reacción, debido a los pequeños errores a la hora de pesar los reactivos, o al momento de la separación de los reactivos, uno en estado sólido y otro en estado líquido, ya que por filtración resulta muy complicado, puesto que en el papel permanece residuo, así, la forma más eficaz sería el decantado, o bien, que nos resultó más eficaz fue el pipetear cuidadosamente el líquido tantas veces como fuese necesario. 


Referencias:

Borneo Rafael. Clases de química. Universidad de Córdoba. (s/a). Obtenido el 16 de Octubre del 2016 del sitio:
Chang Raymond. (2002). Relaciones de masa en las reacciones químicas En Química 7a edición. McGraw Hill; México. 87-93 pp.




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