viernes, 10 de marzo de 2017

Determinación de la estequiometría de una reacción por el método de Job

OBJETIVOS: Reconocer el reactivo limitante y en exceso en una reacción. Determinar la estequiometría de una reacción.

MATERIALES:
  • Gradilla con 9 tubos de centrífuga idénticos
  • Regla
  • Vaso de precipitados grande
  • Cromato de potasio 0.5 M
  • Cloruro de bario 0.5 M
  • Pipeta de 5 mL
  • Centrifugadora

SEGURIDAD:
  • Usa gafas de seguridad.
  • Las sustancias empleadas son tóxicas: en caso de contacto con la piel, lavar con abundante agua.

PROCEDIMIENTO:

  1. Con ayuda de la pipeta, deposita 0.5 mL de cromato en el tubo 1, 1 mL en el tubo 2, y así hasta el final.
  2. Limpia la pipeta y repite el proceso con el cloruro de bario, añadiendo 4.5 mL en el tubo 1, 4 mL en el tubo 2 y así sucesivamente.
  3. Mezcla bien el contenido de los tubos, invirtiendo cada uno un par de veces.
  4. Centrifuga los tubos durante un minuto.
  5. Haz una fotografía del resultado y mide la altura del precipitado en cada tubo.

TAREAS:
  1. Organiza todos los resultados anteriores en una tabla que incluya para cada tubo, la composición del mismo y la altura del precipitado formado.
  2. Realiza la gráfica de altura de precipitado frente a volumen de uno de los reactivos y traza las rectas correspondientes a las zonas de exceso de cada reactivo.
  3. Explica qué significa el resultado obtenido, especialmente la forma de la gráfica, averigua cuál es la estequiometría de la reacción, y escribe cuál es la conclusión a la que habéis llegado, incluyendo si es posible datos de la bibliografía.
  4. Evalúa el procedimiento en cuanto a precisión y exactitud de los resultados. Expón detalladamente debilidades y fuentes de error del método y soluciones para las mismas

RESULTADOS:
Tabla:

Volumen K2CrO4 (mL)
Punto más alto(cm)
Punto más bajo(cm)
Media (cm)
1
1
0
0,5
2
2
0,2
1,1
3
1,8
1,4
1,6
4
2
1,5
1,75
5
2,9
1,9
2,4
6
2,5
1
1,75
7
2,2
0,8
1,5
8
1,5
0,3
0,9
9
1,3
0,1
0,7
Gráfica:




El dibujo corresponde a la línea de tendencia de la gráfica, no me ha dejado editarlo encima de la captura de pantalla.

Conclusión:
En esta práctica de laboratorio hemos  determinado la estequiometría de una reacción utilizando el método de Job. Para ello, hemos obtenido diferentes cantidades de cromato y de cloruro de bario según el tubo de ensayo, y luego hemos centrifugado la mezcla.

Todos los datos que hemos obtenido están recogidos en la tabla mostrada anteriormente, en esta tabla se incluyen el volumen de K2CrO4 y las medidas del precipitado.

Podemos decir que aparte de nuestra tabla hemos realizado una gráfica donde hemos recogido la altura del producto sólido (en cm) frente al volumen de K2CrO4 (en mL). De esta forma, resulta más fácil ver cómo afecta la cantidad de K2CrO4 a la cantidad de precipitado, gracias a que es una forma más ordenada de ver los datos obtenidos. Además, te puedes fijar en la tendencia de la gráfica para ver si es verdad que los resultados varían según el reactivo limitante.

Una vez realizada la gráfica,  hemos visto que nuestro valor de R2  ha sido más o menos igual de preciso que la anterior práctica. Podemos ver que la línea de tendencia de la gráfica es prácticamente como dos líneas secantes (así debería ser). Esta sería completamente recta si no fuese por dos resultados que, no es que hayan salido mal, sino que no han variado exactamente como deberían.

Esta conclusión va acorde con la hipótesis que tuvimos tras realizar la investigación, la cual era decía exactamente lo mismo que el método de Job, la cual está basada en la estequiometría y el reactivo limitante.

Evaluación:

PROBLEMA
SOLUCIÓN
Aunque hayamos utilizado pipetas, es fácil equivocarse en obtener las cantidades de reactivos exactas, ya que la vista humana puede fallar, pero creemos que, en su mayoría, todas las cantidades eran las correctas.
En realidad no hay solución técnica para este problema. Lo único que se podría hacer sería tener más cuidado y calma a la hora de mirar la cantidad de reactivos, y comprobarlo varias veces.
Al poner los tubos en la máquina de centrifugado, se derramó un poco de disolución de uno o dos de los recipientes.
Tener más cuidado la próxim vez.
Al medir la altura del precipitado, era muy difícil, porque este tenía varias subidas y bajadas.
Se podría mezclar de manera que el contenido quedase recto, de esta manera solo tendríamos que medir la altura de líquido en el tubo.
Para medir la altura del precipitado utilizamos una regla, y como la superficie de este no era plana, sino que era curva, no se sabía muy bien en qué punto de la regla se encontraba.
No hay una verdadera solución para este punto, dado que es complicado obtener las longitudes exactas.
Aunque lo importante sería ver la tendencia.

lunes, 13 de febrero de 2017

¿Cómo afecta la temperatura a la velocidad de evaporación?

TRABAJO DE INVESTIGACIÓN Y DISEÑO:
¿CÓMO AFECTA LA TEMPERATURA A LA VELOCIDAD DE EVAPORACIÓN?
Toda sustancia está formado por unas moléculas, que se encuentran en constante movimiento al azar y en todas las direcciones. Lo que hace que se produzcan choques entre ellas, donde estas moléculas intercambian energía, haciendo que algunas se aceleren y otras se frenen.
Gracias a este choque e intercambio de energía, hace que algunas de las moléculas alcancen tal velocidad que salten del líquido al espacio cerrado exterior en forma de gases. A este proceso se le llama evaporación.
A medida que las moléculas van pasando al estado de vapor, la presión dentro del espacio cerrado aumenta, esta presión no es indefinida y hay un valor para el cual por cada molécula que salte del líquido necesariamente vuelva otra de las gaseosas a él, creando así un estado de equilibrio donde la presión no sigue subiendo. Esta presión se denomina como presión de vapor saturado.
Este valor depende de varios factores, donde uno de ellos es la temperatura, que es el que voy a investigar.
¿Por qué afecta la temperatura a la presión de vapor?
Al calentar un líquido, las moléculas que se encuentran en el reciben un aumento de energía que hace que aumente la velocidad de movimiento de las moléculas, lo que conlleva que los choques entre ellas serán más fuertes. La cantidad de  moléculas que alcanzarán suficiente velocidad para pasar al estado gaseoso será mucho mayor, lo que lleva una presión mayor. Este hecho podemos observarlo al destapar el frasco o el recipiente donde se encuentre el líquido, ya que notaremos una presión.
La relación que hay entre la temperatura y la presión no es lineal, es decir, si triplicamos la temperatura no tiene  por qué salir el triple de presión, pero si se cumplirá que esta presión será mayor en cuanto aumentemos la temperatura, obteniendo así un valor de presión de vapor saturado fijo para cada temperatura en cada líquido diferente.

Resultado de imagen para presión de vapor
HIPÓTESIS:
Pienso que al ir aumentando la temperatura, se irá aumentando la velocidad de evaporación del líquido, puesto que, al calentarlo, incrementamos la energía y esta va a las partículas que se encuentran en el líquido, haciendo que aumente su velocidad y con ella la fuerza del choque entre ellas, lo que hará que estas partículas pasen con más rapidez al estado gaseoso, consiguiendo que el líquido se evapore con mayor rapidez.
VARIABLES:
Variable independiente: la temperatura, ya que, lo que queremos averiguar es como afecta este factor. La mediré con un termómetro.
Variable dependiente: masa evaporada por unidad de tiempo, de esta manera puedo comparar el volumen inicial con el volumen restante y calcular el volumen evaporado. Lo mediré gracias a una jarra de medición, donde antes y después de exponer al líquido a una determinada temperatura mediré su volumen.
Variables controladas: pues hay varias variables controladas, que corresponden a los demás factores que influyen en la velocidad de evaporación como son el tipo de líquido, la superficie, la temperatura de ebullición, los controlaré usando el mismo líquido, el mismo recipiente y la misma cantidad de líquido en todos los casos para así evitar que estos factores afecten a los resultados.
MATERIALES:
    • Acetona
    • Vasos de precipitados
    • Jarra de medición
    • Termómetro
    • Vaso de Dewar
    • Cronómetro
    • Probeta
    • Calentador de agua
    MÉTODO:
    1. Mide con una probeta 30 mL de acetona
    2. Calienta con el calentador el agua y échala en el vaso de Dewar.
    3. Espera a que esté a la temperatura escogida. (30, 35, 40, 45, 50)
    4. Coloca el vaso de precipitado en el agua a alta temperatura para que este se caliente.
    5. Mide la temperatura antes echar la acetona.
    6. Echa los 30 mL de acetona.
    7. Espera 5 minutos.
    8. Echa el líquido restante en la probeta.
    9. Observa cuánto líquido se ha evaporado.





    TABLA:



    30Cº
    35Cº
    40Cº
    45Cº
    50Cº
    Cantidad inicial (mL)
    30
    30
    30
    30
    30
    Cantidad final (mL)
    29,5
    29,2
    29
    28,5
    28
    Diferencia (mL)
    0,5
    0,8
    1
    1,5
    2

    GRÁFICA:
    Captura de pantalla 2017-02-04 a las 20.23.54.png


    CONCLUSIÓN:
    En esta práctica de laboratorio hemos investigado algunos de los factores que afectan a la velocidad de evaporación de un líquido. Concretamente, hemos investigado cómo afecta la temperatura a la evaporación de un líquido. Para ello, hemos obtenido una cantidad constante de acetona (30 mL) varias veces, y lo hemos sometido a diferentes temperaturas, para luego comprobar si es verdad que la temperatura afecta en la velocidad de evaporación.
    Todos los datos que hemos obtenido están recogidos en la tabla mostrada anteriormente, en esta tabla se incluyen las temperaturas a las que ha sido sometida la acetona y la cantidad evaporada de acetona, la cual se calcula restándole a la cantidad inicial (30 mL) la cantidad final, la cual se calcula midiendo el volumen de acetona que queda en el recipiente.
    Podemos decir que aparte de nuestra tabla hemos realizado una gráfica donde hemos recogido la cantidad de acetona evaporada (en mL) frente a la temperatura a la que feu sometida la acetona (en ºC) de una formá que resulta más fácil ver como afecta la temperatura a la velocidad de evaporación, gracias a que es una forma más ordenada de ver los datos obtenidos. Además, te puedes fijar en la tendencia de la gráfica para ver si es verdad que mientras mayor temperatura, mayor velocidad de evaporación.
    Una vez realizada la gráfica,  hemos visto que nuestro valor de R2  ha sido más preciso que la anterior práctica, pero aún así, se esperaba un poco más, ya que nuestro valor obtenido a sido de 0,97, es decir, se acerca mucho a 1, pero para que los valores de una practica sean muy fiables debería estar entre 0,9 y el 1.
    Como hemos dicho antes, nuestros valores obtenidos han sido un poco imprecisos, aún así, podemos concluir gracias a la tendencia de la gráfica que mientras a más temperatura se encuentre el líquido, más velocidad de evaporación tendrá. Por el contrario, mientras más bajas sean las temperaturas, menor velocidad de evaporación.
    Esta conclusión va acorde con la hipótesis que tuvimos tras realizar la investigación, la cual decía que a mayor temperatura tuviese la acetona, se evaporará con mayor velocidad. Hipótesis la cual se ha fortalecido tras realizar este experimento, ya que es exactamente lo que ha sucedido.
    EVALUACIÓN:
    PROBLEMAS
    SOLUCIONES
    El baño de agua no estaba disponible en ese momento, ya que lo estaban utilizando otros compañeros.
    Utilizamos una cafetera para calentar el agua.
    La cafetera utilizada para calentar el agua no tenía para elegir la temperatura.
    Estuvimos continuamente midiendo la temperatura del agua para que no se pasase de caliente ni de frío y, cuando se pasaba de caliente, le añadíamos agua fría para poder obtener la temperatura deseada.
    Había algunos termómetros que medían la temperatura a salto, por lo que no se sabía cuando era la temperatura justa.
    Encontramos uno que si que funcionaba bien.
    Cuando el agua se ponía en el termo para poder calentar la acetona, esta se enfriaba rápidamente, por lo que la acetona no se evaporaba todo el tiempo a la misma velocidad.
    Poníamos el agua un poco más caliente de lo necesario para que se compensase con la temperatura al final de experimento, es decir, que la media de la temperatura durante el experimento fuese la necesaria.
    La temperatura del agua también descendía cuando introducíamos en ella el agua.
    Al igual que en el anterior problema, poníamos el agua un poco más caliente de lo necesario para que se compensase con la temperatura al final de experimento, es decir, que la media de la temperatura durante el experimento fuese la necesaria.
    Los tubos de ensayo eran demasiado finos como para que la acetona se evaporase sin problemas.
    Buscamos otros recipientes con una superficie expuesta mayor (vasos de precipitados).

    REFERENCIAS:
    Presin de vapor. (2016). Sabelotodo.org. Retrieved 10 November 2016, from http://www.sabelotodo.org/fisica/presionvapor.html#Influencia_de_la_naturaleza_del_l%EDquido
    Medidores de presión. (2016). Html.rincondelvago.com. Retrieved 10 November 2016, from http://html.rincondelvago.com/medidores-de-presion.html