Rúbrica
ProyectoElectivo · Química90 minPAES Química · EstequiometríaProyecto · Taller de producto de reacción

Producto de una reacción

Objetivo. Medir la masa de CO₂ producido por pérdida de masa. Calcular el rendimiento teórico con n = m / MM. Comparar el dato de la balanza con el cálculo.

para partir

Un mol de CO₂ pesa 44 g. En la reacción NaHCO₃ + HCl → NaCl + H₂O + CO₂ el dióxido de carbono se libera como gas, la balanza baja, y esa pérdida de masa es la masa del producto. Este taller mide ese Δm y lo compara con la masa teórica calculada con n = m / MM.

Ya calculas n = m / MM y pasas de gramos a gramos con una ecuación balanceada. Esas cuentas se aplican a una reacción que ocurre en el mesón. El vaso queda abierto: el gas tiene que salir. Lo que se mide es Δm, y Δm es la masa de CO₂ si el resto se queda en el vaso.

Piensa: si la balanza baja 0,88 g, ¿cuántos moles de CO₂ salieron? (C = 12, O = 16)
1:00

el proyecto

En qué consiste

Qué entregas
La tabla de datos del grupo (masas inicial y final, Δm, moles y masa teórica de CO₂) y la comparación entre lo medido y lo calculado.
Cómo trabajas
Grupos de 3 o 4 en el mesón. Un protocolo por grupo.
Cuánto dura
1 sesión
Cómo se evalúa
Formativo: se revisa el protocolo y el cálculo, sin nota de rúbrica.

Se evalúa que Δm se interprete como masa de producto y que el teórico salga de n = m / MM. La prolijidad del mesón cuenta para poder repetir el ensayo.

Sesión 1 de 1

Pesar, reaccionar, volver a pesar

La ecuación es una a una:

NaHCO₃ + HCl → NaCl + H₂O + CO₂

Seguridad. Lentes. HCl diluido (cerca de 1 mol/L). El vaso se queda abierto. Nadie lo tapa con la mano ni con un vidrio de reloj: el CO₂ tiene que salir y no se junta presión.

Procedimiento, en este orden:

  1. Pesa el vaso vacío. Anota m₀.
  2. Agrega entre 8 y 10 g de NaHCO₃. Pesa otra vez: m₁. La diferencia es la masa de bicarbonato.
  3. Calcula los moles de NaHCO₃: n = m / 84 g·mol⁻¹. Eso es también n teórico de CO₂.
  4. Masa teórica de CO₂: n × 44 g·mol⁻¹.
  5. Agrega el HCl de a poco, por las paredes. Si el grupo va con exceso de ácido, usa unos 100 mL de HCl 1 mol/L. Si el grupo va a limitar el ácido, usa 40 mL: va a faltar HCl y Δm va a ser menor que el teórico del bicarbonato.
  6. Espera a que pare el burbujeo.
  7. Pesa el vaso: m₂. Δm = m₁ − m₂ (más el HCl agregado hay que tratarlo: se pesa el vaso + bicarbonato + el vaso con el ácido antes de juntarlos, o se pesa el conjunto después de agregar el ácido y se espera. El protocolo impreso detalla la vía del conjunto: vaso con bicarbonato más vaso con HCl, todo sobre la balanza, se mezclan, se espera, se vuelve a pesar).

La vía que se usa en el mesón: los dos recipientes (vaso con sólido y vaso con HCl) se ponen juntos sobre la balanza antes de mezclar. Se anota M_inicial. Se vierte uno sobre el otro sobre la misma balanza, se espera, se anota M_final. Δm = M_inicial − M_final = masa de CO₂ que se fue. Así no hay que restar a mano el HCl.

Con 8 a 10 g de bicarbonato, un error de 0,1 g en la balanza queda en 2 o 3 %. Usable.

Por qué Δm es el CO₂

NaCl y H₂O se quedan en el vaso. El CO₂ se va. Si no hay otros gases y el aerosol se cuida (vertido lento), la pérdida de masa es la masa del producto gaseoso. El rendimiento experimental es:

rendimiento = (masa de CO₂ medida / masa teórica) × 100

Un valor bajo puede deberse a HCl limitante, salpicadura o CO₂ disuelto que no alcanzó a irse. Se discute con el número a la vista.

Actividad · Cálculo3 puntos

Un grupo parte con 8,40 g de NaHCO₃ (MM = 84 g·mol⁻¹) y mide Δm = 4,10 g. ¿Cuál es la masa teórica de CO₂ (MM = 44 g·mol⁻¹) y qué porcentaje de esa masa midieron?

síntesis

Para cerrar

El producto que se fue se puede pesar. El teórico sale de la ecuación y de n = m / MM. La diferencia entre los dos es el dato que se discute.

Piensa sobre tu aprendizaje

  • Si Δm sale más alta que el teórico, ¿qué pudo pasar en el mesón?
  • ¿Dónde usaste n = m / MM hoy, y dónde la razón 1 a 1 de la ecuación?
  • ¿Qué del taller sigue sin cuadrarte?

referencias

Bibliografía

  1. 01OpenStax (2019). Chemistry 2e, cap. 4.3: Reaction Stoichiometry (CC BY 4.0). https://openstax.org/books/chemistry-2e/pages/4-3-reaction-stoichiometry
  2. 02NIST Chemistry WebBook. Carbon dioxide. https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C124389
  3. 03IUPAC. Standard atomic weights: NaHCO₃ = 84,01 g·mol⁻¹; CO₂ = 44,01 g·mol⁻¹.
momento 1