Objetivo
El propósito de esta investigación es explorar el rendimiento porcentual del precipitado en la reacción.
Introducción
Para cantidades conocidas de reactivos, se pueden calcular cantidades teóricas de productos en una reacción o proceso químico. Las cantidades calculadas de productos se llaman rendimiento teórico. En estos cálculos, el reactivo limitante es el factor limitante para los rendimientos teóricos de todos los productos.
Sin embargo, en una reacción para preparar un compuesto, es posible que se obtenga un rendimiento inferior al teórico debido a reacciones incompletas o pérdidas. La cantidad recuperada dividida por el rendimiento teórico da una rendimiento porcentual (% de rendimiento) o rendimiento real.
La reacción anterior producirá un precipitado sólido y una solución acuosa. Estos productos se separarán mediante filtración y el precipitado se recogerá en papel de filtro. Se secará durante la noche y luego se pesará. Luego se comparará la masa obtenida con el rendimiento teórico, para determinar el rendimiento porcentual de la reacción.
Materiales
Papel de filtro
Filtro pequeño
2 cilindros graduados
matraz erlenmeyer
Vaso de precipitados de 50 ml
Scoopula
Matraz aforado de 100 ml
Pesar barco
Balance de masa
Agua destilada
Procedimiento
- Prepare 100 ml de 0,1 M colocando 1,110 g (±0,001 g) en un matraz volumétrico de 100 ml y disolviéndolo con agua destilada. Utilice sólo un poco de agua destilada al principio para disolver el cloruro de calcio sólido y luego llene el matraz hasta la línea grabada.
- Prepare 100 ml de 0,1 M colocando 3,81 g (±0,001 g) en un matraz aforado de 100 ml y disolviéndolo con agua destilada. Utilice sólo un poco de agua destilada al principio para disolver el fosfato de sodio sólido, luego llene el matraz hasta la línea grabada.
- Prepare el papel de filtro doblándolo en cuartos y luego abriendo un lado para obtener forma de cono. Mida la masa del papel de filtro seco.
- Coloque papel de filtro en el filtro. Luego, coloque el filtro en el matraz Erlenmeyer.
- Mida 10,00 ml de
- Mida 10,00 ml de
- Mezcle los 10 ml de y los 10 ml de en un vaso de precipitados. Revuelva durante aproximadamente 5 segundos.
- Vierta esta solución en el filtro preparado.
- Deje que todo el líquido se escurra en el matraz Erlenmeyer.
- Retire el papel de filtro del filtro. Colóquelo sobre una placa de vidrio y deje que el papel de filtro con el precipitado se seque durante la noche en un ambiente cerrado.
- Mida y registre la masa del papel de filtro seco con precipitado.
- Repita los pasos del 3 al 11 cinco veces.
Observaciones
Tabla 1: Observaciones cualitativas
Número de pruebaVolumen de
CaCl2(ac)
Volumen de
Na3Po4 (ac)
Masa de papel de filtro seco
(+/- .001g)
Masa de papel de filtro + precipitado
(+/- .001g)
110.00mL10.00mL0.77g0.95g210.00mL10.00mL0.78g0.96g310.00mL10.00mL0.77g0.98g410.00mL10.00mL0.77g0.96g510.00mL10.00mL0.77g0 .95g
Masa utilizada para preparar 100 ml de solución de CaCl2(ag) 0,1 M = 1,110 (+/- 0,001 g)
Masa utilizada para preparar 100 ml de solución de Na3PO4 0,1 M = 3,810 (+/- 0,001 g)
Cálculos
Cálculos de soluciones para producir 100 ml de soluciones de 0,1 millones
Rendimiento teórico
Los reactivos se prepararon en cantidades de 100 ml. Es necesario reducirlos para encontrar la masa de cada reactivo presente en extractos de 10 ml de cada reactivo.
Número de pruebaMasa de papel de filtro seco (+/- 0,001g)Masa de papel de filtro + precipitado (+/- 0,001g)Masa de Ca3(PO4)2 (s) (+/- 0,002g)10,770g0,950g0,180g20. 780g0.960g0.180g30.770g0.980g0.210g40.770g0.960g0.190g50.770g0.950g0.180g
Conclusión y evaluación
Se encontró que este porcentaje de rendimiento de la reacción era del 183%. Este número implica que hubo un error significativo en este experimento, ya que la cantidad de precipitado formado fue aproximadamente el doble de la cantidad esperada.
Este resultado sesgado podría haber sido causado por ciertos factores externos. En primer lugar, debido a que el precipitado se dejó secar durante la noche, podría haber acumulado polvo y haber reaccionado con otras partículas en el aire para aumentar su peso. Por tanto, el producto es impuro. Se tomaron precauciones para evitar esto colocando las láminas filtrantes húmedas en un ambiente cerrado. Sin embargo, no estaba completamente sellado, lo que permitió este error. Este factor se puede eliminar en el futuro colocando las láminas filtrantes en un ambiente completamente sellado para que se sequen durante la noche.
Además, esto podría deberse a impurezas en los reactivos. Si el cloruro de calcio sólido y el fosfato de sodio no se descompusieran completamente en el agua destilada, esto causaría que el rendimiento real de la reacción fuera mayor que el rendimiento teórico de la reacción. Más específicamente, si el reactivo limitante no se descompusiera completamente, quedaría un exceso del otro reactivo en el producto. Esto aumentaría el peso del producto, dando como resultado un alto porcentaje de rendimiento. En el futuro, las soluciones deben mezclarse y dejarse reposar durante unas horas para garantizar que todas las partículas sólidas se descompongan por completo.
También existe incertidumbre asociada con los instrumentos utilizados en este experimento. Si las cosas medidas fueran un poco más de lo que debería ser, esto podría haber afectado las concentraciones de las soluciones y, por lo tanto, causado una reacción mayor de lo esperado. Para evitar esto en el futuro, se deben utilizar equipos más precisos. Por ejemplo, se deben utilizar pipetas para medir 10 ml de solución en lugar de probetas graduadas.
Por tanto, este experimento encontró que el rendimiento porcentual de la reacción era del 183%. Esto sugiere que hubo errores asociados con el procedimiento ya que la cantidad de precipitado formado fue casi el doble del valor esperado. Los errores se discutieron para abordar las razones por las que esto ocurrió y se proporcionaron soluciones para evitar estos errores en el futuro y aumentar la precisión del experimento.