Universidad de Costa Rica

6. Ley de las proporciones definidas


Guía de experimentos de Química General

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Objetivos


Demostrar mediante un experimento cuantitativo la ley de las proporciones definidas.

Repasar la utilización básica de una bureta.

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Introducción


 

Los compuestos tienen composición definida. En las reacciones químicas los elementos se combinan en proporciones definidas de acuerdo con el peso. Por ejemplo, si la masa de un ácido que se requiere para neutralizar una base es 2,35 veces la de la base, esta proporción se mantendrá, no importa la cantidad de base que se utilice.

La ecuación balanceada de la reacción química de un ácido con una base, da las proporciones por peso en que estos reaccionan. Así, cuando el ácido clorhídrico reacciona con la base hidróxido de sodio, las proporciones por peso se mantienen como se demuestra a continuación:

$ HCl_{(ac)}+NaOH_{(ac)}\rightarrow NaCl_{(ac)}+H_{2}O_{(l)} $

Dada la ecuación anterior, donde la relación estequiométrica es 1:1 tanto para reactivos como para productos, se calcula que 36,5 g de HCl reaccionan con 40,0 g de NaOH para formar 58,5 g de NaCl y 18,0 g de agua. Por lo tanto, el HCl se combinará siempre en la misma proporción con el NaOH para formar NaCl, independientemente si hay un exceso de cualquiera de los reactivos.

Si se mezclan volúmenes iguales de disoluciones de la misma concentración de NaOH y HCl, al evaporar el agua quedaría nada más un residuo de NaCl sólido. Si se añade un exceso de disolución de HCl, dado que al evaporarse el agua también se desprendería el HCl gaseoso, quedaría solamente el NaCl (sólido), pero si se añade un exceso de disolución de NaOH, la mezcla final consistiría en NaCl (sólido) y NaOH (sólido), los cuales serían difíciles de separar.

Procedimiento


Materiales

Disolución de HCl 2,00 mol/L, disolución de NaOH 2,00 mol/L.

Equipo

Buretas, cápsula de porcelana, quemador, balanza, cedazo con asbesto, núcleos de ebullición.


A) Obtención de cloruro de sodio (NaCl)

Pese y apunte la masa de una cápsula de porcelana limpia y seca, que contiene unos pocos núcleos de ebullición. Llene una bureta con la disolución de NaOH y otra con la de HCl (rotule las buretas). Siga cuidadosamente las instrucciones de su asistente y docente de laboratorio sobre los cuidados en el uso de la bureta. Anote la lectura inicial de volumen de cada bureta. Vierta cerca de 10 mL de ácido en la cápsula y añada además, desde la otra bureta, un volumen igual de la disolución de NaOH. Registre las lecturas finales de las dos buretas. Coloque ahora la cápsula en el cedazo con asbestos sostenida en un anillo o en un trípode y caliente poco a poco para reducir el volumen casi a sequedad.

En ningún momento deben producirse pérdidas por salpicaduras. Por esta razón, la evaporación final del contenido se continúa ahora en un baño de María con agua hirviendo hasta obtener un residuo seco en la cápsula. Permita que esta se enfríe completamente y pésela de nuevo. Para asegurarse de que el residuo está completamente seco, caliente otra vez la cápsula en el baño de María durante quince minutos. Enfríela y pésela de nuevo. Repita el proceso hasta obtener un peso constante, es decir, cuando la diferencia entre pesadas sucesivas no sea mayor de 0,01 gramos.

Resultados

De acuerdo con los siguientes cuadros, anote en su libreta los datos obtenidos de volúmenes y masas:

Lectura Disolución de NaOH (A) Disolución de HCl (A) Disolución de NaOH (B) Disolución de HCl (B)
Inicial (mL)        
Final (mL)        
Total vertido (mL)        

 

Lectura A B
Masa de cápsula + NaCl (g)    
Masa de la cápsula vacía (g)    
Masa de NaCl (g)    

B) Obtención de NaCl con exceso de volumen de HCl

Repita el procedimiento de la parte A, pero utilice esta vez 2 mL más de volumen de disolución de HCl y el mismo volumen de disolución de NaOH de la parte A.

Resultados

Anote en su cuaderno de laboratorio los datos de volúmenes y pesos en forma similar a la anterior.

Compare la masa de NaCl obtenida en la parte A con la obtenida en la B, y explique si su resultado demuestra la ley de las proporciones definidas.

¿Qué sucedió con el exceso de disolución de HCl en la parte B? ¿Se podría invertir la experiencia y usar un exceso de disolución de NaOH en lugar de exceso de HCl? Explique.

¿En este experimento se podría utilizar H2SO4 en lugar de HCl? Explique.

Bibliografía


Chaverri, G. Química General. Manual de Laboratorio. San José: Editorial Universidad de Costa Rica, 1983.