PRODUCCIÓN DEL AMONÍACO EN EL LABORATORIO UTILIZANDO EL PROCESO DE LA ESTEQUIOMETRÍA

Estequiometría

Es el cálculo de las relaciones cuantitativas entre reactantes (o también conocidos como reactivos) y productos en el transcurso de una reacción química. Estas relaciones se pueden deducir a partir de la teoría atómica. La estequiometría es la ciencia que mide las proporciones cuantitativas o relaciones de masa de los elementos químicos que están implicados.

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http://www.monografias.com/trabajos87/la-estequiometria/la-estequiometria.shtml#ixzz3PK0oSAX3

Recordemos un poco de Química: para realizar un proceso estequiométrico se siguen los siguientes pasos:

• Escribir correctamente tanto los reactivos como los productos del proceso total, especificando su estado (sólido, líquido, gas disolución), su grado de pureza y las condiciones ambientales.
• Balancear químicamente la ecuación.
• Expresar los datos cuantitativos del problema en unidades químicas, es decir, moles.
• Establecer la relación molar y resolver la proporción.
• Convertir el número de moles, a la unidad cuantitativa pedida (gramos, litros, etc.)

Para producir amoníaco en el laboratorio, primero recordemos que este compuesto está formado por un átomo de nitrógeno y tres de hidrógeno, su fórmula química es NH3.

El tipo de reacción que se produce es ácido-base de desplazamiento, esto es, desplazando la base débil de una sal amoníaca por una base fuerte. Por lo general se utiliza hidróxido de calcio.

Los reactivos que se utilizan son: cloruro amónico (NH4Cl) sólido y solución concentrada de hidróxido de sodio (NaOH).

EJEMPLO:

¿Cuántos gramos de una muestra de cloruro amónico será necesario para obtener  1 L. de amoníaco medido a 20°C y 700 mmHg? 

1. Escribir la ecuación:

NH₄Cl_(s)  +  NaOH_(ac) -->  NaCl_(ac)  +  NH_3(g)   +  H₂O_(l)

2. Balancear la ecuación:

NH₄Cl  +  NaOHNaCl --> NH₃  +  H₂O

Para calcular la masa en gramos se puede utilizer la siguiente ecuación:

n = masa / masa molar

Donde n es el número de moles

3. Calcular las masas totales de los reactivos y productos que intervienen en el proceso:

Sustancia	N° de moles	Masa molar (g/mol)	Cálculos	Masa total
NH4Cl	1	14+(1x4) + 35=53 g/mol	1 mol x 53 g/mol	53
NaOH	1	23 + 16 + 1 = 40g/mol	1 mol x 40 g/mol	40
NaCl	1	23 + 35 = 58 g/mol	1 mol X 58 g/mol	58
NH3	1	14 + (1x3) = 17 g/mol	1 mol x 17 g/mol	17
H2O	1	(1x2) + 16 = 18 g/mol	1 mol x 18 g/mol	18

4. Realizar el cálculo correspondiente:

NH4Clg = 1 l de amoníaco a 20°C y 700 mmHg

20°C + 273 = 293°K

700 mmHg = 0.921 at

R = 0.082 at*L/mol*K

Aplicar la fórmula: PV = nRT, de donde n= P*V/R*T

n= 0.92at*1L/(0.082atL/molK*293°K)

n= 0,038 mol

Ahora recordemos que la masa de una mol de un elemento es el peso atómico en gramos; por lo tanto si la molécula de NH₄Cl tiene una masa de 53g. para obtener la masa de 0.038 moles, se debe duplicar la cantidad de moles por la masa molar del elemento.

g de NH₄Cl = 0.038 mol NH₄Cl * 53g NH₄Cl = 2.014g

Para obtener 1L de amoníaco se necesita 2.014g de NH₄Cl

NOTA:

ESTE TEMA SERÁ EXPUESTO LA SEMANA DEL 19 AL 23 DE ENERO DE 2015, POR LOS SIGUIENTES GRUPOS:

3RO CIENCIAS “C”: Tercera clase

Karen Gavilanes

Víctor Guamán

Enrique Lema

Daniel Poaquiza

Bryan Toasa

3RO CIENCIAS “D”: Tercera clase

Erick Peñaranda

Viviana Quintana

Fabricio Solís

Jazmín Taguada

Ximena Tixilema

3RO CIENCIAS “E”: Tercera clase

Juan Coello

Jonathan Zamora

Alex Tipán

Jimmy Chicaiza

Bryan Peña