Prctica 1: Determinacin de la frmula emprica de un compuestoPregunta ConductoraCul es la composicin estequiomtrica de un compuesto inico?AntecedentesLa frmula emprica de un compuesto es la ms simple relacin de nmero entero de los elementos en el compuesto. La relacin estequiomtrica de los diferentes tipos de tomos en un compuesto viene dada por que la relacin de nmeros enteros. Un mol de una sustancia tiene el nmero de moles de los diferentes tipos de tomos en la misma proporcin que la relacin estequiomtrica.

Por ejemplo, la frmula H2O refleja una relacin estequiomtrica de 2:1 entre hidrgeno y tomos de oxgeno. Tambin, un mol de molculas de H2O tiene una relacin molar 2:1 entre el nmero total de tomos de hidrgeno y oxgeno. Es decir, hay 2 moles de hidrgeno y 1 mol de tomos de oxgeno en 1 mol de molcula de H2O.

La frmula emprica se puede determinar experimentalmente si un compuesto puede ser sintetizado a partir de sus elementos. Este proceso requiere tres pasos: determinacin de la masa de cada elemento en el compuesto, el clculo del nmero de moles de cada elemento en la muestra, y que expresa la relacin molar de cada elemento como el nmero entero ms pequeo.La frmula emprica de un compuesto es la ms simple relacin de nmero entero de los elementos en el compuesto. La relacin estequiomtrica de los diferentes tipos de tomos en un compuesto viene dada por la relacin de nmeros enteros. Un mol de una sustancia tiene el nmero de moles de los diferentes tipos de tomos en la misma proporcin que la relacin estequiomtrica.

Por ejemplo, la frmula H2O refleja una relacin estequiomtrica de 2:1 entre tomos de hidrgeno y de oxgeno. Tambin, un mol de molculas de H2O tiene una relacin molar de 2:1 entre el nmero total de tomos de hidrgeno y oxgeno. Es decir, hay 2 moles de hidrgeno y 1 mol de tomos de oxgeno en 1 mol de molcula de H2O.

La frmula emprica se puede determinar experimentalmente si un compuesto puede ser sintetizado a partir de sus elementos. Este proceso requiere tres pasos: determinacin de la masa de cada elemento en el compuesto, el clculo del nmero de moles de cada elemento en la muestra, y expresar la relacin molar de cada elemento como el nmero entero ms pequeo.Pre-Actividad de Laboratorio

Preparando el escenario para la actividad

El oxgeno molecular es muy reactivo, ya sea en forma pura o en una mezcla. El componente ms abundante de aire, nitrgeno, es relativamente no reactivo. Un elemento que reacciona con el oxgeno forma un xido. Por ejemplo, el magnesio y oxgeno forma xido de magnesio:

La reaccin del nitrgeno con un elemento forma un nitruro. Dado que el oxgeno tiene una mayor reactividad que el nitrgeno, es ms probable que se formen el xido.

En este experimento, usted va a quemar magnesio (Mg) en el aire para formar xido de magnesio y el nitruro de magnesio. El nitruro de magnesio se convertir en hidrxido de magnesio y amoniaco mediante la adicin de agua. Tras el calentamiento, el hidrxido de magnesio se convierte en xido de magnesio con la liberacin de vapor de agua.

(1)

Ejemplos de Clculos El anlisis qumico de un slido encontrado que contiene 1.76 g de aluminio y 1.57 g de oxgeno. La simple relacin de nmero entero se encontr que era 2:3. Por lo tanto la frmula emprica es Al2O3 para el xido de aluminio.

EMBED Equation.DSMT4 La relacin molar entre el Al y O es

Por lo tanto, la frmula emprica es Al2O3.

1.Basndose en la informacin de la seccin de Antecedentes, proponer una ecuacin qumica de la reaccin entre Mg y O2. (Sugerencia: Consulte la ecuacin 1 entre Mg y N2).

2.Qu relacin estequiomtrica espera entre el Mg y el O? Por qu?3.La molcula de N2 es extremadamente estable, sin embargo, parece reaccionar con Mg en este experimento. Establecer una explicacin para la reaccin entre Mg y N2. (Sugerencia: Piense en la cantidad de energa necesaria para romper los enlaces en una molcula estable).

Materiales y Equipos

Para cada estudiante o grupo:

Crisol con tapa Botella lavada con agua desionizada

Anillo de soporte Tringulo de Arcilla

Mechero Bunsen Clip de papel

Balanza (1 por clase) Magnesio en polvo, 0.5 g

Pinzas de Crisol

Seguridad

Aadir estas precauciones importantes a los procedimientos normales de laboratorio:

Tenga mucho cuidado al utilizar el mechero Bunsen.

Nunca coloque un crisol caliente u otros objetos calientes en el platillo de la balanza.

No mueva el crisol caliente del tringulo de arcilla hasta que se haya enfriado.

Asegrese de que no hay nada inflamable cerca de la instalacin.Procedimiento

Despus de completar un paso (o responder a una pregunta), coloque una marca de verificacin en la casilla (() junto a ese paso.

Nota: Como esta actividad de laboratorio no utiliza un sistema de recogida de datos, no se necesitan consejos tcnicos (indicado por el smbolo "" y un nmero superndice despus de la etapa).1.(Obtener un crisol y la tapa e inspeccione el crisol en busca de grietas, hendiduras y otros defectos.2.(Medir y registrar la masa del crisol y la tapa en la Tabla 13.(Prepare el crisol de la siguiente manera:

a. Colocar el crisol y la tapa en el tringulo de arcilla sobre el quemador Bunsen.

b. Calentar el crisol con una llama suave durante 5 minutos moviendo el quemador alrededor de la parte inferior del crisol.

c. Despus de que el fondo del crisol se ha convertido al rojo vivo, aumentar la llama al permitir que entre ms aire en el quemador.

d. Siga moviendo el quemador alrededor de la parte inferior del crisol.

e. Caliente el crisol durante 10 12 minutos.

f. Permitir que se enfri el crisol a temperatura ambiente.

Nota: Para el resto del experimento, manejar el crisol y la tapa utilizando pinzas para el crisol. Adems, no se debe colocar el crisol en la mesa de laboratorio, ya que puede agrietarse o contaminarse.4.(Despus de que el crisol se ha enfriado, medir y registrar la masa del crisol "cocido" junto con su tapa en la Tabla 1.Tabla 1: Masa del crisol vaco medido con aproximacin de miligramosMedicin Prueba 1Prueba 2

Crisol y la tapa antes del calentamiento (g)

Crisol y la tapa despus del primer calentamiento (g)

Crisol y la tapa despus del segundo calentamiento (g)

Crisol y la tapa despus del tercer calentamiento (g)

Crisol y la tapa despus del cuarto calentamiento (g)

5.(Repetir los pasos anteriores para calentamiento, refrigeracin, y medicin de la masa del crisol y la tapa hasta que haya dos lecturas de la masa que se encuentran dentro de 10 mg cada uno.6.(Copie la ltima medicin de la Tabla 1 en la Tabla 3.Recopilacin de datos7.(Obtener entre 0.17 y 0.23 g de magnesio en polvo o virutas. (Es aceptable la cinta de magnesio, aunque no se quema tan fcilmente.)8.(Aada la muestra de magnesio al crisol.

Nota: Si se utiliza la cinta de magnesio, es posible que tenga que limpiar primero con papel de lija o lana de acero hasta que est brillante. Adems, enrolle la cinta de magnesio en una espiral suelta para que quepa en el crisol y se oxide. 9.(Medir con precisin la masa del crisol, tapa y magnesio, en miligramos y regstrelo en la tabla 3.

10.(Vuelva a colocar el crisol, con la muestra y la tapa, en el tringulo de arcilla sobre el mechero de Bunsen.11.(Para reaccionar todo el metal:

a. Calentar suavemente la muestra durante 2 3 minutos moviendo el quemador alrededor de la parte inferior del crisol.

b. Suba el fuego y contine calentando hasta que la muestra comienze a brillar.

Nota: Recuerde la parte superior de la llama es la ms caliente.

c. Siga moviendo el quemador alrededor de la parte inferior del crisol.

d. Controle el fuego para que el magnesio brille durante unos 3 minutos:

No quite la tapa. Usando las pinzas de crisol, levante ligeramente la tapa durante unos segundos para dejar que entre aire en el crisol.

Nota: Cubrir rpidamente el crisol con la tapa si el metal irrumpe en llamas. Cuando se hace correctamente, el contenido del crisol comenzar a brillar.

e. Continuar calentando durante unos 3 minutos ms, con cuidado de levantar la tapa para observar el contenido del crisol.

f. Cuando el resplandor brillante de los contenidos del crisol se convierte en un resplandor plido, detener el calentamiento.

g. Permitir que el crisol se enfre a temperatura ambiente con la tapa en su lugar.

h. Usando las pinzas para levantar la tapa, romper la corteza sobre el contenido del crisol con un clip.

i. Sujetar la tapa con las pinzas y mezclar el contenido cuidadosamente de modo que cualquier metal que no ha reaccionado salga a la superficie

Nota: Asegrese de que no queden residuos en el clip de papel.12.(Repetir todas las partes del paso, "para reaccionar todo el metal", hasta que no sea visible metal sin reaccionar.

13.(Cuando la muestra se ha enfriado y no est presente el metal, use la botella para aadir tres gotas de agua desionizada

14.(En el aire flotaba un olor emanado del crisol, trate de identificar y describir el olor a amonaco.15.(Caliente una vez ms, el crisol y la muestra. Se necesita una cantidad considerable de tiempo y calor para descomponer Mg(OH)2 to MgO y H2O.a. Con la tapa ligeramente abierta para permitir que escape el vapor de agua, empezar a calentar el crisol y la muestra a fuego lento durante aproximadamente 3 minutos.b. Poco a poco aumentar el fuego, con cuidado de no dejar que el crisol se caliente demasiado rpido, y as salpique agua hacia fuera.c. Continuar con alta temperatura durante aproximadamente 15 a 20 minutos, con cuidado de levantar la tapa para observar el contenido del crisol.d. Cuando la muestra tenga un brillo plido, detener el calentamiento.e. Enfriar el crisol a temperatura ambiente con la tapa en su lugar.

16.(Despus de que el crisol y la muestra se han enfriado, medir y registrar la masa del crisol, tapa, y xido de metal, al miligramo ms cercano, en la Tabla 2.Tabla 2: Masa del xido de magnesio y crisol, medida con precisin de miligramos MedicinPrueba 1Prueba 2

Crisol, la tapa y MgO despus del primer calentamiento (g)

Crisol, la tapa y MgO despus del segundo calentamiento (g)

Crisol, la tapa y MgO despus del tercer calentamiento (g)

Crisol, la tapa y MgO despus del cuarto calentamiento (g)

17.(Vuelva a calentar el crisol y la muestra a fuego alto durante 5 minutos. Deje que el crisol y la muestra se enfre, luego mida y registre la masa en la Tabla 2. Repita este paso hasta que se obtengan dos lecturas consecutivas dentro de 10 mg de cada uno.

18.(Copia la ltima medicin de la Tabla 2 en la Tabla 3.

19.(Elimine el xido de metal en el contenedor adecuado.

20.(A partir de la preparacin del crisol, repita todo el procedimiento con una nueva muestra de magnesio (entre 0.17 y 0.23 g). Anote los resultados de la Prueba 2 en las tablas y columnas especificadas.

21.(Lavar el crisol con agua y jabn, y luego enjuagar tres veces con agua de la llave para limpiar el crisol de residuos de xido de magnesio.

22.(Despus de lavar tres veces con agua de la llave, vuelva a enjuagar con agua desionizada.

23.(Limpie de acuerdo con las instrucciones de su maestro.

Anlisis de Datos1.(Calcular la masa del magnesio y la masa del xido de magnesio. Registre los valores en la Tabla 3.

Tabla 3: Medidas y clculos del crisol, de magnesio, xido de magnesio y de las masasParmetroPrueba 1Prueba 2

Masa del crisol y la tapa (g)

Masa del crisol, tapa y magnesio (g)

Masa del magnesio (g)

Masa del crisol, tapa, y xido de magnesio (g)

Masa de xido de magnesio (g)

Cantidad de magnesio en el compuesto (mol)

Masa de oxgeno en el compuesto (g)

Cantidad de oxgeno en el compuesto (mol)

Relacin ms simple de nmero entero de oxgeno a magnesio

Frmula experimental emprica del compuesto usando cifras significativas

Frmula emprica sugerida del compuesto utilizando nmeros enteros

2.(Cul es la masa de magnesio en el compuesto de xido de magnesio? Cuntos moles de magnesio equivale esto? Escriba sus respuestas en la tabla 3.

3.(Calcular la masa y el nmero de moles de oxgeno en el xido de magnesio. Escriba sus respuestas en la tabla 3.

4.(Cul es la relacin molar entre el magnesio y oxgeno? Usar esto para escribir la frmula experimental emprica del compuesto usando cifras significativas en la Tabla 3.

5.(Cul es la frmula emprica del compuesto de xido de magnesio, usando nmeros enteros? Anota tu respuesta en la tabla 3.

Preguntas de Anlisis1.Usando fuentes de referencia disponibles, Cul es la frmula emprica aceptada de xido de magnesio?

2.Comparar los resultados obtenidos con la frmula emprica aceptada para el xido de magnesio. Cules son algunas fuentes de error experimental y qu se podra hacer para evitar ese error?

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