Este documento describe los procedimientos y cálculos para realizar un análisis cuantitativo gravimétrico para preparar sulfato de bario (BaSO4) a través de una reacción química. Explica cómo balancear la ecuación química, calcular las masas molares y cantidades de reactivos, y determinar la cantidad teórica de producto. También describe los pasos experimentales como la precipitación, filtración, secado y pesada del precipitado, y los cálculos para determinar el rendimiento experimental en comparación con el

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ESTEQUIOMETRÍA:
LA PREPARACIÓN
DE SULFATO DE BARIO (BASO4)
Ileana Nieves Martínez
QUIM 3003
OBJETIVOS
 Aprender a manejar las técnicas de asociadas a un
análisis cuantitativo por el método gravimétrico
 Filtración por gravedad
 Secado
 pesada
 Utilizar el concepto de estequiometría y factor
estequiométrico para:
 Calcular los gramos teóricos de un percipitado que resulta
de una reacción química
 Comprender el concepto de reactivo limitante.
 Por ciento de rendimiento de un sólido poco soluble.
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MARCO TEÓRICO
PESOS ATÓMICOS Y MOLECULARES
 Se determinan por el número relativo de átomos de
varios elementos encontrados en una sustancia
química
 Ejemplo: H2O CH4 N2 C2H6O
 Los subíndices en las fórmulas químicas representan
id dcantidades exactas.
 Todos los aspectos cuantitativos de la química descansan
en conocer las masas de los compuestos estudiados.
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C2H6O
2 moles de C
6 moles de H
1 mol de O

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ESTEQUIOMETRÍA
 Del griego στοιχειον, (stoicheion), letra o elemento
básico constitutivo y μετρον (métron), medida.
 Es el estudio cuantitativo de los reactivos y los
productos en una reacción química.
 Son los coeficientes que obtenemos cuando
balanceamos la reacción química
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COEFICIENTES ESTEQUIOMÉTICOS
2 22CO O CO 
COEFICIENTES ESTEQUIOMÉTICOS
 Representan la cantidad de sustancia (moles) que
reaccionan y se producen.
 2 moles de CO y 1 mol de O2 producen 1 mol de CO2
2 22CO O CO 
 coeficiente estequiométrico de
 CO es 2
 O2 y CO2 es 1
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RAZÓN ESTEQUIOMÉTRICA
 es la relación matemática (cociente = razón) entre
dos coeficientes estequiométricos, ss.
2 2
2
2
2 2 1
CO O CO
molesCO molesCO molesCO
 
     
     
 Aplicando las razones estequiométricas, podemos
calcular la cantidad de sustancias que se requieren
exactamente para que una reacción química se
realice sin que falte o sobre los reactivos o
productos. 7
2 2 21 1 1molO mol CO molO     
     
USOS DE LA ESTEQUIOMETRÍA
 La cantidad de reactivos y productos que participan
en una reacción química se puede expresar en
unidades de:
 Masa
 Volumen
 cantidad de sustancia (moles) cantidad de sustancia (moles)
 Para hacer cálculos en una reacción química es más
conveniente utilizar la cantidad de sustancia
(moles).
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ANÁLISIS CUANTITATIVO GRAVIMÉTRICO
 consiste, pues, en separar y pesar, en el estado de
mayor pureza, un elemento o compuesto de
composición conocida que se encuentra en una
relación estequiométrica definida con la sustancia
que se determina.
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         2 3 3 2
2 2MgCl ac AgNO c AgCl s Mg NO ac  
moles de MgCl2
moles de AgNO3
g de MgCl2
g de AgNO3
PM de MgCl2
PM de AgNO3
ANÁLISIS CUANTITATIVO GRAVIMÉTRICO
         
2
2
2
2 2
2 3 3 2
1 1
2 2
;
mol mol
MgCl AgCl
MgCl AgCl
MgCl AgCl
MgCl MgCl
MgCl ac AgNO c AgCl s Mg NO ac
g g
PM PM
mol mol
g mol
n g x
  
 
10
2 2
2 2
2 2
g g
MgCl MgCl
MgCl MgCl
AgCl AgCl
AgCl AgCl
AgCl AgCl
n g x
PM g
g mol
n g x
PM g
 
 
moles de MgCl2
moles de
AgNO3
g de MgCl2
g de AgNO3
PM de MgCl2
PM de AgNO3
PRÁCTICA
 Calcule las cantidades siguientes:
 Los moles de 1.73 g de CaH2.
 Los moles de Mg(NO3)2 en 3.25 g de esta sustancia.
 La masa de 2.5 x 10-3 moles de MgCl2
42 09 g
PM  42 09 g
PM 
11
2 2
2 2
2 22
2
2
2 2
2 2 2
2 2
42.09
1.73
0.0411
42.09
1.73
42.09
CaH
CaH
CaH
g
molCaH
CaH CaH
CaH CaHg
CaH mol
CaH CaH
CaH CaH CaH
CaH CaH
PM
g g
n moles
PM
mol mol
n g x g x
g g

  
 
3 3
3 3
3 33
3
3
3 3
3 3 3
3 3
42.09
3.25
0.0377
86.31
3.25
86.31
MgNO
MgNO
MgNO
g
molMgNO
MgNO MgNO
MgNO MgNOg
MgNO mol
MgNO MgNO
MgNO MgNO MgNO
MgNO MgNO
PM
g g
n moles
PM
mol mol
n g x g x
g g

  
 
PRECIPITACIÓN
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DIGESTIÓN DEL PRECIPITADO
 Dejar el precipitado en contacto con su licor madre
durante algún tiempo antes de la filtración
 es más rápido a temperatura elevada
 Un precipitado bien digerido se sedimenta con rapidez después
de una agitación y deja un líquido transparente.
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REACTIVO LIMITANTE
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10
15
REACTIVO LIMITANTE
 Aquel reactivo que se ha consumido por completo
en una reacción química se le conoce con el nombre
de reactivo limitante pues determina o limita la
cantidad de producto formado.
l
moles experimentales
R 
 Ejemplo: ¿Cuánta masa de CO2 se producirá al
reaccionar 8.0 g de metano (CH4) con 48.0 g de O2
en la combustión de CH4?
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lR
moles estequiométricos
       4 2 2 22 2CH g O g CO g H O l
  

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REACTIVO LIMITANTE l
moles experimentales
R
moles estequiométricos

       
4 2
4 2 2 2
1 1
8 48
16 32
2 2
mol CH molO
g x gx
g g
CH g O g CO g H O l
moles experimentales

 
 
 
  
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2
4
2
2
4 2
1
4 21
1
2 22
0.5 1.5
0.5 0.5
1.5 0.75
molCO
molCH
molCO
molO
mol CH molesO
mol CH molCO
molO molCO
   
   
CH4 es el reactivo limitante porque resulta en la
menor cantidad de producto.
REACTIVO LIMITANTE l
moles experimentales
R
moles estequiométricos

       4 2 2 22 2
cos
CH g O g CO g H O l
moles gramos teóri

  

18
2
4
14 2
21
1 44
8 22
16 1
mol CO
molCH
g
mol CH g CO
g x x x g CO
g mol
  
      
   
RENDIMIENTO Y POR CIENTO DE RENDIMIENTO
 Teórico – gramos esperados si todo el reactivo
limitante reacciona.
 Experimental – gramos recuperados
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cos
% 100recuperados
rendimiento
teóri
g
x
g

MATERIALES
 Reactivos
 Cloruro de bario [BaCl2]
 Sulfato de sodio [(Na)2SO4]
 Materiales
 Baño de María
 Papel de filtro
 Embudo
 Vaso
 Plancha de calentamiento
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PROCEDIMIENTO
MÉTODO – PRECIPITACIÓN CUANTITATIVA
Precipitación
il ió
DigestiónDisolución
22
lavado
Pesada/
cálculos
Secado
Filtración
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DATOS
Tabla 1: Gramos de los reactivos y Rendimiento teórico de BaSO4
masa Na2SO4, g masa BaCl2•2H2O, g
vaso + sal vaso + sal
Vaso vacío Vaso vacío
M l M l
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Masa sal Masa sal
Moles Na2SO4 Moles BaCl2•2H2O
Rendimiento teórico
BaSO4, g

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CONTINUACIÓN DE DATOS
Tabla 2: Datos del sólido a peso constante
Pesos
papel de filtro + BaSO4 a peso constante
papel de filtro
BaSO4 experimental (rendimiento experimental)
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Por ciento de rendimiento:
100experimental
teórico
g
g x
CÁLCULOS
Los coeficientes de una ecuación balanceada
representan el número relativo de moles
participantes en dicha reacción.
RESUMEN DE LOS CÁCULOS
 Balancear la ecuación química.
 Calcular el peso molecular o fórmula de cada
compuesto (reactivos y productos)
 Usar la ecuación química para obtener los datos
necesarios para convertir las masas a moles
 Reconvertir las moles a masas para informar la
cantidad de producto.
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REACCIÓN ESTEQUIOMÉTRICA
 Determinar los gramos teóricos de la reacción:
 Razón estequiométrica
         2 4 42
2BaCl ac Na SO ac BaSO s NaCl ac  
28
4
2
12 4
41
2
1
1
mol BaSO
molBaCl
mol BaCl Masa molarBaSO
X g x x x Z g BaSO
Masa molar BaCl mol
   
      
  

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ASIGNACIÓN PRELIMINAR
 Defina
 Precipitado
 Digestión
 Describa algunas de las advertencias de seguridad de los
reactivos usados
 Una muestra de magnesio que pesa 14.932 g se colocó en un
cristal de reloj que pesa 56.064 g. Se calienta por algunos
minutos. Se deja enfriar y el peso total fue de 81.006 g. Se
repite el proceso de calentar y se deja enfriar y el peso fue de
80.825 g. Se repitió el procedimiento hasta alcanzar peso
constante de 80.825 g.
 ¿Cuánto fue el aumento de la masa después de calentar?
 ¿Cuántos gramo de magnesio se colocaron en el cristal de reloj:
 ¿Con cuál elemento pudo reaccionar el magnesio al calentarse?
 ¿Cuántos moles se combinaron con Magnesio?
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PREGUNTAS GUÍAS
 Si el procedimiento de análisis gravimétrico fuera
perfecto el por ciento de rendimiento sería igual a
100%.
 Analice el % de rendimiento suyo y sugiera qué errores
han contribuido para que su valor se devíe del 100%.
 ¿Como podría mejorar su rendimiento? ¿Como podría mejorar su rendimiento?
 ¿Como se afecta el rendimiento
 si pesa antes de llegar a peso constante?
 Si hace los cálculos con el reactivo que no es el limitante?
 Como se afecta la solubilidad de BaSO4 con
aumento en la temperatura?
30
31
¡Buen trabajo!
RENDIMIENTO Y POR CIENTO DE RENDIMIENTO
 Teórico – gramos esperados si todo el reactivo
limitante reacciona.
 Experimental – gramos recuperados
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cos
% 100recuperados
rendimiento
teóri
g
x
g


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CÁLCULOS PARA LA REACCIÓN
BaCl2•2H2O(ac) Na2SO4(ac) BaSO4 (s) NaCl(ac)
PM (g/mol) 244.28 142.04 233.39 58.44
Masa (g) 0.86 0.500.50
 BaCl2(ac) + Na2SO4(ac) → BaSO4 (s) + 2 NaCl(ac)
moles 0.0352 0.0352 0.0352 0.0704
g teóricos 0.820.82
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CÁLCULOS PARA LA REACCIÓN
BaCl2•2H2O(ac) Na2SO4(ac)
PM (g/mol) 244.28 142.04
Masa (g) (3b)(3b) (1)(1) yy: [0.5: [0.5--0.6]0.6]
l (3 )(3 ) (2)(2)
2 2 2 42 244.28BaCl H O Na SOg n x 
moles (3a)(3a) (2)(2)
g teóricos
BaSO4
(4)(4)
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 
2 4
2 4
2 4
142.04
Na SO
Na SO g
mol Na SO
y g
n 
2 2 2 42BaCl H O Na SOn n 
 4 2 4 4 2 4
4
233.39 gteórico
BaSO Na SO BaSO Na SO mol BaSO
n n g n x  
MATERIALES
 Reactivos
 Cloruro de bario [BaCl2•2H2O]
 Sulfato de sodio [(Na)2SO4]
 Materiales
 Tubos de ingnición
 Baño de María
 Plancha de calentamiento
 Papel de filtro
 Embudo
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MONTAJE DEL EQUIPO
 Pesar un vaso de 25 mL (50 mL) limpio y seco en balanza
centogram. Anote el peso en la tabla de datos
 Añadir de 0.50 – 0.60 g de Na2SO4. Anote el peso.
 Convertir los gramos de Na2SO4 a moles (PM = 142.04)
 Como l a razón estequiométrica en la reacción es de 1: 1,
entonces y se convierten los moles a
 
2 4
2 4
2 4
142.04
Na SO
Na SO g
mol Na SO
y g
n 
2 2 2 42BaCl H O Na SOn n 
gramos de BaCl2•2H2O (PM = 244.26).
 Pesar otro vaso de 25 mL (50 mL) limpio y seco en balanza
centogram. Anote el peso del vaso vacío en la tabla de datos
 Añadir exactamente los gramos de BaCl2•2H2O calculados
anteriormente. Anote el peso en la tabla de datos.
 Prepare un baño maría con un vaso de 250 mL con 125 mL de
agua de la pluma. Colóquelo sobre la plancha y enciéndala.
Coloque la plancha al lado izquierdo de su estación para dejar
espacio para seguir trabajando.
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2 2 2 42BaCl H O Na SO
baño maría

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MONTAJE DEL EQUIPO
 Use una probeta de 10 mL y añada 5 mL de agua
destilada.
 Disuelva el NaNa22SOSO44 con aproximadamente 2.5 mL .
Agite con agitador de vidrio.
 Transfiera la sulución al tubo de ensayo provisto y
utilice el volumen que sobra en la probeta para enjuagar
el vaso. Transfiera el lavado en al tubo.
BaCl2NaSO4
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 Repita los dos pasos anteriores para el BaCl2•2H2O en
OTROOTRO tubo de ensayo.
 Coloque ambos tubos, con mucho cuidado, en el baño
maría que preparó.
MONTAJE DEL EQUIPO
 Luego de 3 minutos de hervir las soluciones por separado
para que los sólidos se disuelvan, mezcle ambas
soluciones .
 Debe echar el NaSO4 (transparente) en BaCl2 (opaca)
con mucho cuidado usando una agarradera de tubo de
ensayo.
 Deje hervir la mezcla durante 20 minutos.
 Mientras espera que pasen los 20 minutos, rotule, pese y
prepare el papel de filtro en el embudo
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prepare el papel de filtro en el embudo.
 Deje enfriar la solución con el precipitado antes de
filtrarla.
MÉTODO – PRECIPITACIÓN CUANTITATIVA
Precipitación
il ió
DigestiónDisolución
39
lavado
Pesada/
cálculos
Secado
Filtración