1. Tema
Determinación de la fórmula de un hidrato
2. Marco teórico
La hidratación de
un compuesto es una propiedad física que presenta algunos compuesto en general
los iónico o covalente de receptar moléculas de agua a su composición
Primero se conoce
el termino hidrato aquellos compuestos que tienen un numero específicos de
moléculas de agua unida a ellos, los ejemplos claro que se pueden dar es que un
compuesto en estado normal como el sulfato cúprico tiene en si asociada 5
molécula de agua unido a él.
Para poder llamar a
este compuesto hidratado se utiliza los nombres sistemático de la IUPAC como es el sulfato de cobre pentahidratado y
su fórmula en general es CuSO4. 5H2O.
Algunos ejemplos de
compuestos hidratados
Un hidrato es la
combinación de ciertos compuestos químicos con agua. Un hidrato en la química
orgánica es un compuesto formado por el agregado de agua o sus elementos a una
molécula receptora. Por ejemplo, el etanol,
C2—H5—
OH, puede ser considerado
un hidratodeetileno, CH2=CH2
Formado por el
agregado de H a un C y OH al otro C. Una molécula de agua puede ser eliminada,
por ejemplo mediante la acción de ácido sulfúrico. Otro ejemplo es el hidrato
de cloral, CCl3—CH (OH)2
Que puede ser
obtenido mediante la reacción de agua con cloral, CCl3—CH=O.
En la química
inorgánica, los hidratos contienen moléculas de agua que están ligadas a un
núcleo metálico o están cristalizadas con el complejo
Metálico. Tales
hidratos se dice que poseen ―agua de cristalización‖ o―agua de hidratación‖.
Esta es liberada cuando el hidrato es sometido a
Altas temperaturas,
la red se rompe y deja escapar una o más moléculas de agua.
Características que presenta los
compuestos hidratados:
La composición de
los hidratos cae en dos categorías químicas:
orgánicas
inorgánica
Los hidratos orgánicos:
En química orgánica, un hidrato resulta de la
incorporación de agua o de sus elementos en otro compuesto químico. Esto
generalmente altera la composición química del compuesto inicial y crea uno nuevo
con propiedades diferentes.
Los hidratos inorgánicos:
Son sales que tienen una forma de red
cristalina, con una relación fija de agua, que es esencial para la estructura
del cristal. Estas sales o bien se conectan a un centro de metal o forman una
red cristalina con el complejo metálico. El agua dentro de las sales
cristalizadas se denomina a veces agua de cristalización debido a que estos
compuestos no se pueden cristalizar en ausencia de agua.
Ejemplos de hidratos organices e inorgánicos:
Un ejemplo de un
hidrato orgánico es el etanol, un compuesto con la fórmula CH3-CH2-OH. El
etanol se produce cuando el etileno, CH2=CH2, se combina con H2O, una unión H
de la parte izquierda y la unión OH a la derecha. Por consiguiente, una sal
inorgánica, sulfato de magnesio, MgSO4·7H4O, es un hidrato creado con la adición
de siete moléculas de agua. El sulfato de magnesio es realmente la sal de Epson.
Luego de saber lo
que es la hidratación tenemos otro concepto muy utilizado en la hidratación
como:
Eflorescencia
Conversión espontánea en polvo de diversas sales por perder
el agua de cristalización a causa de tener su vapor una tensión superior a la
de la atmósfera
Delicuescencia
Propiedad de algunos sólidos de volverse líquidos
lentamente al absorber la humedad del aire.
Anhidro
Este término es muy utilizable al momento de que una molécula
hidratada entre a calentamiento sucede que pierde esas molécula de agua y se
convierte en una sustancia anhidra.
Características de un anhidro:
Un compuesto
anhidro no tiene agua en su composición. Generalmente es creado por la
eliminación del agua de cristalización, lo cual puede hacerse mediante la
aplicación de calor o al hervir. Otras técnicas para la eliminación de agua
incluyen el uso de tamices moleculares, que no permiten la absorción de
moléculas que superan un cierto tamaño (por ejemplo, agua). Las bases alcalinas
como el óxido de bario también se utilizan para atraer moléculas de agua de una
sustancia hidratada para que sea un anhidro.
3. objetivos generales
Reconocer las
sustancias hidratadas y sustancias anhidras
4. objetivos específicos
Comprender cada paso a seguir para la
experimentación de la hidratación del tetra borato de sodio. del nitrato de
potasio
Estudiar el comportamiento de los
solido especialmente las sales en el agua.
Determinar
la fórmula empírica de una sal hidratada.
Analizar el comportamiento de una sal hidratada a medida
que se le aplica calor controlado.
Adquirir habilidad en el manejo de la balanza y el
mechero de Bunsen; Para determinar el número de moléculas de agua por media de
Masa y calentamiento
5. materiales y equipos
MATERIALES DEL EXPERIMENTO
ITEM DESCRIPCIÓN CANTIDAD
01 Muestra de Na2B4O7 x H2O 01
02
Espátula 01
03 Mechero de
bunsen 01
04 Triángulo de
calentamiento 01
05
Malla metálica 01
06
Crisol 01
07
Pinza para crisol 01
08
Balanza
01
09
Soporte Universal 01
10
Aro de calentamiento 01
11 Nuez 01
6. procedimientos
1. Calentar
el crisol lentamente utilizando el mechero de Bunsen, para el efecto, se sitúa
el crisol sobre un triángulo asentado en un aro de calentamiento que está
fijado en un soporte universal, y en la parte inferior se coloca el mechero
encendido.
2. Retiramos
el crisol con la pinza, y lo colocamos
sobre la malla, esperamos hasta que se enfríe,
3. luego
lo pesamos con una aproximación de
g. Y anotar el peso en la tabla
de datos y resultados.
4. Tomar
una cantidad pequeña de muestra (hidrato), introducirla en el crisol, y pesar.
Anotar el peso como m2 = m1 + hidrato.
5. Llevar
el crisol con la muestra hidratada al triángulo, calentar durante 10minutos y
volver a enfriar el crisol sobre la malla.
6. Pesar
una vez frío; anotar el peso como m3 = m1 + sustancia anhidra.
7. Repetir
el calentamiento, enfriamiento y pesada del conjunto, si es necesario hasta que
pese igual, asumiéndose que no hay agua que desprender.
8. Elaborar
la tabla de datos.
9. Realizar
los cálculos y llenar la tabla de resultados
7.
Resultados
TABLA DE DATOS
DESCRIPCIÓN
CANTIDAD
m1= Masa del crisol 32,5 ±
0.1 g
m2= m1
+ m hidrato 34,5 ±
0.1 g
m3= m1
+ m anhídrido 33,57 ± 0.1 g
Masa del hidrato
(m2 – m3) 2,0 ±
0.1 g
Masa del anhídrido
(m3 – m1) 1,0 ±
0.1 g
Luego
se procede a calcular el peso molecular del anhídrido y del agua, y con esto
calculamos el número de moles de cada sustancia. Después mediante un fórmula de
tres se procede a calcular las moléculas de hidrato.
CÁLCULOS:
Ø Moles del anhídrido:
Peso molecular:
Na= 23x2= 46gramos
B= 10,81X4= 43,24 gramos
O= 16X7=112 Gramos
Ø Moles del agua
Peso molecular
H = 1 x 2 =
2
O = 1 x 16 = 16
PM = 18 g/mol
Ø Para establecer que una mol de anhidro está en una mol
de agua
X = 10,08 moles H2O
TABLA DE
RESULTADOS
HIDRATO PM (g/mol) m (g) n (moles)
Na2B4O7 201,34 1 gr
0.00496
H2O 18 1 gr 0.05
X mol
H2O = moles (H2O) x1mol (MgSO4) /moles
(anhidro) 10,08
Como se han obtenido 10 moléculas de agua en la sustancia
hidratada, la fórmula del hidrato es:
Na2B4O7. 10H2O
8. análisis de resultado
Al seguir los pasos determinado por el profesor y tomando
todas las precauciones yo y mi compañero Calentando levemente y así que la
sustancia llegue al punto de la evaporación
hemos podido obtener el número de moléculas de agua de una muestra
hidratada, por transferencia de calor mediante mediciones de masa, el hidrato
resultante fue Na2B4O7. 10H2O,
donde se demuestra que el número de
moléculas determinadas en la práctica es 10,08 moles. Los hidratos a diferencia de los anhídridos
cuentan con una proporción definida de moléculas de agua y su composición es
constante, las fuerzas que mantienen unidas las moléculas de agua en los
hidratos no son muy fuertes.
La práctica de hoy es de mucha importancia para así poder
determinar el porcentaje de concentración de una sustancia.
Hay que tomar en cuenta que la sustancia ya deshidrata va
a perder un porcentaje de concentración, y a la vez hemos observado que la
hidratación es una propiedad física de la materia que no ocurre ninguna
reacción o transformación.
9. Recomendaciones y conclusiones
9.1 recomendaciones
·
Al encender el mechero debemos hacerlo
con cuidado para no quemarnos.
·
La balanza debe estar encerada. Para
si poder determinar con precisión la masa del tetra borato de sodio
·
No debemos colocar caliente el crisol
sobre la balanza para no desequilibrarla.
·
El crisol debe lavarse una vez de que
este frío. Porque el material es de porcelana y podríamos provocar que sé que
quiebre.
·
Se debe trabajar en equipo para que
así se llegue con éxito el experimento
9.2 Conclusiones
·
Por otro lado, los resultados se acercan mucho a los
datos estequiométricos reportados por la
formula química
·
Es importante recordar que el compuesto anhidro tiene
menor concentración que a la sustancia hidratada
·
Es demasiado importante reconocer una sustancia
delicuescente y una higroscópica.
·
las fuerzas que mantienen unidas las moléculas de agua en
los hidratos no son muy fuertes
10. Bibliografía
Libro: QUIMICA
GENERAL Raymond Chang Séptima edición
Libro de práctica de
laboratorio Ing.; Manuel Gavilánez
Libro de química 3 Ing.:
Manuel Gavilánez
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