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
- K2CrO4 (cromato
de potasio)
- Pb(NO3)2 (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) K2CrO4 = 194.188 g/mol
(Reactivo B) Pb(NO3)2 = 331.2008 g/mol
(Reactivo C) PbCrO2 = 323.192 g/mol
(Reactivo D) 2KNO3 = 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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