Este documento describe un experimento para sintetizar carbonato de calcio a través de la reacción de carbonato de sodio y cloruro de calcio. Se midieron las masas de los reactivos y el producto, y se calculó un rendimiento del 59%. El documento también explica conceptos teóricos como estequiometría, clasificación de reacciones químicas y cálculos estequiométricos.

1. PracticaNo.4
NRC: 66899
Práctica para la obtención estequiometria de Carbonato de Calcio
María F. Tayo P. (400254) y Dary M. Rivero C. (397867)
Ingeniería Industrial, Universidad Pontificia Bolivariana
km 7 autopistas a Piedecuesta, Floridablanca- Colombia
Abril 24 /2019 Mayo 8 /2019
Resumen
El presente informe tiene como objetivo poder diferenciar las reacciones químicas de las sustancias de una forma adecuada
para así poder relacionarlas con la parte de la ciencia identificada como estequiometria, de igual modo poder analizar los
cálculos que se deben realizarle a una reacción y la importancia de saber su naturaleza para la clasificación. En primera
instancia se desglosaron algunos términos importantes relacionados con las principales características de la rama de la química
encargada de medir las proporciones de una reacción es decir la estequiometria, posteriormente se definieron las
clasificaciones de las reacciones químicas y los principios que se tienen en cuenta, finalmente los cálculos y balanceos que
se deben incorporar para realizar una reacción precisa .Seguidamente en la primera parte de este informe los procedimientos
que se tuvieron en cuenta fueron la mediciones y los análisis para la obtención del precipitado necesario. De igual forma se
realizó la filtración y el secado de la reacción para poder pesar el resultado final y poder comparar lo obtenido de reacción
química en el laboratorio y la parte teórica de ella misma.
Palabras clave: estequiometria, reactivos, productos, balanceo
1. Introducción
La estequiometria es una de las herramientas utilizadas para
que conocimiento básico de la comparación de la cantidad
de sustancias o compuestosen una reacción o mezcla, estas
medidas nos permiten saber cuánto hay que añadir a una
materia prima o producto para tener un determinado
resultado. Hoy en día, este término es empleado en varias
industrias tales como la química y la alimenticia, de igual
forma es utilizada por los seres humanos de una forma
innata en sus actividades metabólicas diarias del organismo
y de los otros seres vivientes. Por ende es de crucial
importancia identificar los factores y los cálculos
estequimetricos de una reacción para poder saberlos
manejar y poderponerlos en práctica ya sea para un trabajo
específico o para comparar los diferentes experimentos que
se pueden realizar por medio del análisis de sus resultados
como los son los rendimientos de las reacciones. A su vez
poder aprovechar el discernimiento de los cálculos para
identificar cual es el reactivo límite y en exceso de las
reacciones y así poder tenerlos en cuenta a la hora de los
costos de una producción.
2. Marco Teórico
2.1 Estequiometria
La estequiometria es la ciencia en cargada de medir las
proporciones cuantitativas o las relaciones de masa de los
elementos implicados en una ecuación química. El primero
en enunciar la estequiometria fue el químico Benjamín
Richter, en 1792. Para poder determinar cuándo las
sustancias sufren una reacción química se valora cuando
1 Humberto, C., Peña, L., Sánchez, M., Arbeláez, F., &
González, D. (2010). Hipertexto 1. Bogotá: Santillana.
uno de los compuestos o sustancias implicadas cambia su
naturaleza química. Algunas de las reacciones más
cotidianas son las que ocurren dentro de nuestro organismo
como lo son: correr, caminar, estudiar, pensar, entre otros
procesos metabólicos que permiten la vida.
2.1.1 Reacciones químicas
La reacción química se puede definir como una
modificación de los enlaces entre los átomos por medio del
desplazamiento de electrones unos enlaces se rompen y
otros enlaces se forma, pero los átomos se conservan para
darle cumplimiento a la ley de conservación de las masas.
Para el conocimiento más profundo de las reacciones se
tienen las ecuaciones químicas las cuales son las
representaciones escritas de estas y cuentan con tres
principales partes: reactivos (sustancias que reaccionan
para producir algo), productos (sustancias producidas por
la reacción de unas sustancias iniciales) y finalmente la
flecha que nos determina si es una ecuación reversible o
irreversible. 1
Figura1. Ejemplo del proceso de una reacción química

2. PracticaNo.4
NRC: 66899
2.1.2 Clasificación de las reacciones químicas
Las reacciones químicas se pueden clasificar desde varios
puntos de vista en primera instancia se tienen en cuenta los
procesos químicos ocurridos en este aspecto encontramos
la subdivisión de las reacciones en: síntesis,
descomposición, sustitución o desplazamiento, doble
descomposición. Oxido- reducción y neutralizaciones.
En segunda instancia se verifica cual es el sentido en el que
se lleva a cabo una reacción y se desglosan en dos grupos
reacciones reversibles o irreversibles. En tercera y última
instancia se revisa los cambios energéticos ocurridos para
deducir si son reacciones exotérmicas o endotérmicas.
2.1.3 Cálculos estequimétricos
Se hace referencia a los cálculos para cuantificar los
reactivos y los productos que participan o hacen parte de
una reacción. Es de suma importancia balancear las
ecuaciones para poder cumplir con lo que el francés
Lavoisier nos dice que la suma de las masas de las
sustancias que intervienen como reactivos debe ser igual a
la suma de las más que aparecen como productos. Para
equilibrar una ecuación química es necesario colocar los
coeficientes números que anteceden a las formulas
correspondientes a los reactivos y productos involucrados,
de tal forma que al hacer el conteo de balanceo se utilice
alguno de los tres métodos existentes: método de
inspección simple o tanteo, por oxido reducción, por ion
electrón.
Como en segunda medida se puede conocer cuál es el
reactivo limitante (reactivo que no se tiene la suficiente
cantidad y es el que tiende a consumirse por completo) y el
reactivo en exceso (aquel que no reacciona completamente,
si no que sobra una parte de él). Gracias a estos datos
obtenidos podemos desarrollar el rendimiento teórico de
una reacción y compararlo así pues con el rendimiento real
de la reacción el cual es la cantidad de producto o reactivo
producido de manera experimental y así encontrar el
rendimiento porcentual. 2
3. Parte Experimental
I) Ingreso al laboratorio: en primera la primera parte se
dio la entrada al laboratorio con los implementos adecuados
como los son: guantes tapabocas, bata anti- fluidos y
zapatos cerrados. A su vez se organizaron los bolsos y los
espacios determinados para trabajar.
II) Instrucciones: las directrices fueron dadas por el
profesor Oscar Amelines en las que se enuncio la
importancia del cuidado de los instrumentos,prevenciones
y la delicadeza de la manipulación de los compuestos. De
2 Gómez, J. P. (2009). ReaccionesQuímicas. n.d.
igual forma se dividieron los grupos una con un su
respectivo montaje para la práctica.
III) Experimentación: gracias al diagrama de flujo
elaborado previamente en el pre informe se comenzaron los
ejercicios propuestos porel docente para poder aplicar los
conceptos de reactivo límite y porcentaje de rendimiento de
una reacción.
i. Obtención de precipitado de carbonato de
Calcio
1) Se calentó el agua destilada en un vaso de 100
ml, empleando una plancha de calentamiento.
2) Se pesó entre 0.9 g a 1.20 g de carbonato de
sodio en un vaso precipitado de 50ml.
3) Se adiciono 10 ml de agua destilada caliente
al carbonato de sodio y se mezcló
completamente.
4) Se lavó con agua caliente el agitadorde vidrio
sobre el vaso de la solución anterior.
5) Se pesó entre 0.5 g y 0.7 g de cloruro de calcio
dihidratado en un vaso de precipitado de 50
ml limpio y seco.
6) Se adicionaron 10 ml de agua destilada y
caliente y se mezcló con el agitador hasta
disolución
7) Se adiciono la solución de carbonato de sodio
a la solución de cloruro de calcio lentamente.
8) Se enjuagó el vaso con aproximadamente 1.0
ml de agua destilada y caliente.
9) Se dejó en reposo y se observó lo que
ocurrida.
ii. Filtración de los productos de la reacción
1) Se pesó el vidrio de reloj y dos hojas de filtro.
2) Se armó un montaje de filtración con el papel
filtro ya pesado.
3) Se humedeció el papel de filtro y se repisaron
los bordes del papel contra la pared del
embudo, con ayuda del agitador de vidrio.
4) Se transvaso cuidadosamente el sobrante del
vaso precipitado donde está la mezcla de
reacción y finalmente el precipitado formado,
a través del sistema de filtración.
5) Se lavó el sólido que quedo retenido en el
papel filtro con ayuda de abundante agua
destilada muy caliente hasta que quedara
limpio el vaso precipitado, aproximadamente
13 veces.
iii. Secado
1) Se extrajo el papel filtro del embudo
cuidadosamente.
2) Se colocó el papel filtro extraído del embudo
en el vidrio de reloj previamente pesado.

3. PracticaNo.4
NRC: 66899
3) Se calentó el vidrio de reloj con el papel filtro
en la estufa a 105 C hasta que se encontraba
totalmente seco.
4) Se sacó el vidrio de reloj con el papel filtro de
la estufa.
5) Se dejó enfriar en una madera.
6) Se pesó.
4. Resultados y discusión
Tabla 1. Masa de los reactivos utilizados.
Reactivo Masa (g)
Na2CO3 0.700
CaCl2・2H2O 0.500
Tabla 2. Masa del producto obtenido.
Producto Masa (g)
Papel filtro 36.32
Papel filtro + Producto 36.52
Para calcular la masa del producto final (carbonato de
calcio) se realizó la diferencia de masas entre el valor de
masa obtenido para los papeles filtros y estos mismos con
el producto, una vez llevado a cabo el procedimiento de
secado en la estufa (ver tabla 2). Se obtuvo 0.200 g de
carbonato de calcio al finalizar todo el proceso.
Con el fin de calcular el rendimiento de la síntesis de
carbonato de calcio, se plantea a continuación la ecuación
química que rigió el proceso:
Na2CO3(aq) + CaCl2・2H2O(aq) CaCO3(s) + 2NaCl(aq) + 2H2O
Ecuación 1. Ecuación química balanceada para la síntesis
de carbonato de calcio.
Tenido en cuenta los valores reportados en la tabla 1 se
calcula que la cantidad teórica obtenida de esa síntesis es
de 0.340 g de carbonato de calcio, comparando ese valor
con el determinado mediante diferencia de masas (0.200 g)
podemos calcular que el rendimiento de la reacción fue:
%𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 =
𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝐸𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙
𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑇𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜
∗ 100
%𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 =
0.200
0.340
∗ 100
%𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 = 59%
Entonces se tiene que el rendimiento de la reacción fue del
59 %. Algunos errores que pudieron dar lugar a perdidas
durante la síntesis pudieron ser debidos a un pesaje
inadecuado de los reactivos, al no cerciorarse por completo
que el material estuviera en las condiciones adecuadas, en
el caso especifico del cloruro de calcio, este puede
acumular humedad del ambiente, así que, si el pesaje no se
hace rápidamente, este puede llevar a obtener valores de
masa erróneos.
Cabe recalcar que se ignoran las cantidades obtenidas de
cloruro de sodio (NaCl) al realizar el pesaje final debido a
que este es soluble en agua, se espera que con los lavados
posteriores a la síntesis se eliminó del resultado final.
Finalmente, se evidenció la baja solubilidad en agua del
carbonato de calcio (CaCO3) (0.0013 g/100 mL de agua a
25 ºC) debido a que este se precipita una vez iniciada la
reacción.
La Ley de la Conservación de la Materia postula que la
cantidad de materia antes y después de una transformación
debe ser siempre la misma, aunque como mostramos
anteriormente la cantidad de carbonato de calcio (CaCO3 )
no concuerda con el valor esperado de los cálculos
estequiométricos, esto no significa que estemos frente a un
incumpliendo de esta ley. Usualmente al finalizar una
síntesis se presta toda la atención a la cantidad de un
producto en específico, por lo que parece evidenciarse una
perdida de masa, pero lo que sucede en realidad, es que
muchas veces queda material sin reaccionar o parte de la
masa total en subproductos. En el caso de la síntesis de
carbonato de calcio, se muestra en la ecuación química que
existen otros productos como cloruro de sodio y agua, los
cuales debe ser tenidos en cuenta en un balanceo total de
masa de la reacción, donde de realizarse, se podría observar
con mayor facilidad que el cumplimiento de esta ley sucede
para cualquier transformación química.
5. Conclusiones
Se obtuvo un total de 0.200 g de carbonato de calcio
(CaCO3) con un rendimiento del 59 % para la reacción. Se
señalaron como posible un error, un manejo inadecuado del
cloruro de calcio. Reactivo hidroscopio, es decir, capaz de
absorber humedad del ambiente, el cual llevó a un pesaje
inexacto.
Se pudo comprobar la importancia de la solubilidad de los
productos al momento de plantear una síntesis química,
debido a que por la baja solubilidad del carbonato de calcio
fue posible formarlo como precipitado y separarlo del
cloruro de sodio, el cual se quedó disociado en solución.
Respecto al enunciado sobre la ley de la conservación de la
materia, es posible que se interprete inadecuadamente el
rendimiento de la reacción. Un 59 % de rendimiento no es
una prueba fehaciente de que esta ley no se cumple, sino
tan solo plantea la necesidad de realizar un balanceo total
de masa, donde se tenga en cuenta la masa debida a los
subproductos y reactivos sin reaccionar. Con esto

4. PracticaNo.4
NRC: 66899
podríamos observar que no existe evidencia de
incumpliendo de esta ley.