Estequiometria y gases

INFORME TRABAJO PRÁCTICO N° 3
ESTEQUIOMETRÍA Y GASES

Objetivos:

Determinar la fórmula mínima del clorato de potasio y verificar la cantidad de oxígeno presente, y calcular la densidad del oxígeno gaseoso. Aplicar y verificar las leyes de combinaciones químicas y de gases ideales.

Introducción:

Trabajamos con el clorato de potasio que se descompone en cloruro de potasio y oxígeno(gaseoso); a una temperatura mayor a su punto de fusión. El método de calentamiento que utilizamos está basado en la temperatura a la que funde y descompone el clorato de potasio y a la que el cloruro de potasio alcanza su punto de fusión y evaporación. Se podrá entonces, calcular la masa de oxígeno que se desprendió para conocer luego la cantidad de oxígeno que estaba presente en el compuestooriginal, medir el volumen de agua desplazada; calcular con la masa del oxígeno y el volumen la densidad del mismo.

Procedimiento:

A) Determinación de la fórmula mínima del clorato de potasio y la densidad del oxígeno gaseoso:
1) En un tubo de ensayo se colocó 0,249g de dióxido de manganeso (actúa como catalizador), y 0,4g de clorato de potasio.
2) Se armó un aparato como el de la figura 1.
3)Se llenó el kitasato y el vaso de precipitado con agua.
4) Se sopló por el tubo A para llenar el tubo B de agua y se eliminó a las burbujas de aire formadas dentro del mismo.
5) Se cerró el tubo B con la pinza de Mohr y se tapó el tubo de ensayo que contenía el clorato de potasio y el óxido de manganeso con el tapón que se encontraba en el extremo del tubo A. Se abrió la pinza para corroborarque el aparato este hermético, que no haya fugas ni flujo de agua.
6) Se igualó la presión del tubo de ensayo y la del kitasato con la presión atmosférica. Se cerró la pinza y se vació el vaso de precipitado.
7) Al colocar el vaso vacío se abrió la pinza y se prendió el mechero para calentar el tubo de ensayo para que se desprenda el oxígeno gaseoso del clorato de potasio. Esto hacia que elvaso de precipitado comenzara a llenarse de agua.
KClO 3 (s)  KCl (s) + 3/2 O 2 (g)
8) Al permanecer el nivel del agua del vaso constante se apagó el mechero (ya no se desprendía más gas).
9) Se dejó enfriar el tubo de ensayo para luego pesarlo.
10) Se midió el volumen del agua que quedó en el vaso de precipitado que corresponde al volumen del oxígeno generado a presión y temperaturaambiente.

B) Ensayo cualitativo: difusión de gases (NH3 y HCl)

En un tubo de vidrio limpio se colocó, simultáneamente, en uno de sus extremos algodón humedecido con NH3 y en el otro con HCl.

Resultados

Parte (A)

Masa MnO2 (0.249 ± 0.001) g.
Masa KClO3 (0.400 ± 0.001) g.
Masa tubo + MnO2 + KClO3 (M¬tubo inicial) (14,853 ± 0.003) g
Masa tubo + MnO2 + KCl (M¬tubo final) (14,701 ±0.001) g
Volumen de H2O desplazada (129 ± 2) ml.
Temperatura ambiente (24 ± 2) ºC
Presión barométrica (del día 6-09-10) 1020.7 hPa
Presión de vapor H2O a la temperatura de trabajo 998.7 hPa
Masa KCl (0.248 ± 0.005) g
Masa O2 (0.152 ± 0.004) g
PO2 990.8 hPa
V O2 CNPT 115.9 ml.
δ O2 1.31 . 10-3 g/ml
Mr KCl 74.5 g
Mr O2 32.0 g

Formula minima del clorato del potasio: KClO 2.85 (s)Apendice:

Para conocer la presión parcial del oxígeno recogido (el cual esta saturado con vapor de agua) se realiza el siguiente cálculo:

P gas = PO2 + P vapor H2O
1020.7 hPa = PO2 + 29.858 hPa*
PO2= 1020.7 hPa - 29.858 hPa
PO2 = 990.8 hPa
*Presión de vapor de agua a 24ºC

Con esa presión encontrada de oxigeno busca el valor del volumen de oxigeno en condiciones normales de presióny temperatura para luego calcular la densidad del mismo. Esto se realiza con el siguiente cálculo:

(PO2 . ¬V agua desplazada) / T lab. = (PCNPT . V O2 CNPT) / T CNPT
(990.8 hPa . 129 ml) / 297 K = (1013.25 hPa . V O2 CNPT) / 273 K
V O2 CNPT = (990.8 hPa . 129 ml . 273 K) / 297 K . 1013.25 hPa
V O2 CNPT = 115.9 ml.

PCNPT = 1013.25 hPa
V O2 CNPT = Volumen de oxigeno en condiciones...