LEY DE CONSERVACIÓN DE LA MATERIA

Resumen.

Para la realización de la práctica, primero se cortó un alambre de cobre hasta que se aproximara a 0.5 gramos, esa cantidad fue cortada en tiras pequeñas y se colocaron en un vaso precipitado de 250 ml. En el mismo, se le agrego 5 ml de ácido nítrico (HNO3) y agua destilada hasta formar un volumen de 150 ml. Posteriormente se le añadió 30 ml de hidróxido de sodio (NaOH) y se mezcló con un agitador.

Se colocó el vaso de precipitado sobre una tela de asbesto en un tripie para ser calentado por 10 minutos con un mechero Bunsen, mientras se seguía mezclando lentamente, después del tiempo se dejó reposando.

Con una pipeta Pasteur se le retiro el líquido sobrante, se le vertió 100 ml de agua (calentados en el mechero bunsen en un vaso de precipitado), se mezcló de nuevo, se dejó reposar y se le extrajo el sobrante.

Agregamos 15 ml de H2SO4 y 1 gramo de Zn (en la campana de extracción de gases), se retiró el sobrante. Y se transfirió el cobre a una capsula de porcelana (antes pesada), dejándolo reposar hasta el día siguiente, se pesó de nuevo en la balanza analítica.

Introducción.

Las reacciones químicas ocurren cuando se rompen o se forman enlaces químicos, las sustancias que participan en una reacción química se conocen como los reactivos, y el resultado que se produce al final de la reacción son llamados como los productos.

El químico francés, Antoine-Laurent Lavoisier, enuncio la Ley de la conservación de la masa, la cual afirma que una reacción química la suma de las masas de los reactivos es igual a la suma de las masas de los productos; es decir, que “la masa no se crea ni se destruye, solo se transforma” siempre en la misma proporción.

Objetivos.

ü  Relacionar los fundamentos teóricos de estequiometria de reacción con la practica experimental, partiendo de un reactivo para realizar reacciones de combinación, descomposición, desplazamiento sencillo y doble, además de óxido-reducción.

ü  Volver al material inicial y calcular el porcentaje de rendimiento.

Hipótesis.

La masa del cobre utilizado para realizar el experimento en esta práctica, será la misma cantidad que nos dará como producto.

Materiales y métodos.

Como primer paso, se cortó con tijeras un alambre de cobre hasta que pesara aproximadamente 0.5 gramos en la balanza analítica. Cuando se consiguió la cantidad deseada, se cortó en partes muy pequeñas y fueron colocadas en un vaso precipitado de 250 ml.

En el mismo vaso, se le agrego 5 ml de ácido nítrico (HNO3) concentrado con una pipeta graduada de 10 ml y una propipeta, en la campana de extracción de gases, ya que desprendería dióxido de nitrógeno (NO2). El aspecto del producto fue de color verde en estado líquido. Después, se transfirió 30 ml de hidróxido de sodio (NaOH) a una probeta para verterlo en el vaso precipitado, se mezcló con un agitador y se colocó en una tela de asbesto sobre un tripie para ser calentado por un mechero Bunsen durante 10 minutos, mientras se seguía mezclando, terminándose el tiempo fue retirado, dejándolo sedimentar.

En otro vaso de precipitado de 250 ml verter 150 ml de agua destilada a calentar con el mechero Bunsen. Por mientras, se extrajo el líquido sobrante del primer vaso con una pipeta Pasteur y se depositó en un frasco de residuos. Cuando el agua ya estaba caliente, se depositó 100 ml en el vaso que contenía CuO y se mezcló con el agitador, se dejó reposando para que se formara un precipitado. Luego, se procedió a extraer de nuevo el sobrante con la pipeta Pasteur.

Agregamos 15 ml de ácido sulfúrico (H2SO4) con una pipeta graduada y una propipeta, al vaso de precipitado y se mezcló con el CuO.

En la balanza analítica se pesó 1 gramo se Zn en una bandeja, el cual se agregó al vaso en la campana de extracción de gases, hasta que se dejaran de formar gases. Igual que en los anteriores pasos, se retiró el liquito sobrante con la pipeta Pasteur.

Se pesó una capsula de porcelana sola en la balanza analítica, en la misma se transferir el cobre y se dejó secando en el laboratorio hasta el día siguiente. Después del tiempo estimado, se pesó la capsula con el cobre en la balanza analítica.

Imagen 1. Cu y HNO3 en la campana de extracción de gases.

Imagen 2. Calentando la solución con el mechero Bunsen.

Imagen 3. Precipitado de CuO.

Imagen 4. Cu obtenido.

 Resultados.

1.    Balancear las siguientes ecuaciones químicas por el metido que usted desee:

3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Cu(NO3)2 + 2 NaOH → 2 NaNO3 + Cu(OH)2

CuO + H2SO4 → H2O + CuSO4

CuSO4 + Zn → Cu + ZnSO4

2.    ¿Cuál fue el aspecto de los diferentes productos de cobre?

Cuando se le agrego HNO3 su color era verde y en estado líquido.

En la segunda reacción con NaOH su color se transformó en azul, al ser expuesto al fuego el color cambio a negro y al dejarlo reposar se formó un precipitado.

Al agregarle H2SO4 tomo un color azul en estado líquido.

Cuando se le coloco Zn se formó un sólido (Cu) de color café con liquido azul.

3.    ¿Qué peso de cobre fue obtenido al final?

0.4934 gr

4.    ¿Qué rendimiento de la reacción se obtuvo?

97.54 %

5.    En base al peso de cobre obtenido y las ecuaciones balanceadas, calcula los pesos de todos los compuestos de cobre presentes en cada una de las ecuaciones.

Datos	Masa, g
Peso inicial del cobre	0.5058 gr
Peso de cápsula de porcelana	52.4310 gr
Peso de la cápsula de porcelana + cobre	52.9368 gr
Peso final de cobre	0.4934 gr
% recuperación = (peso de cobre al final / peso inicial del cobre) x 100 %	(0.4934 gr / 0.5058) x 100
% recuperación de cobre:	97.54 %

Discusión.

La masa del cobre que obtuvo no fue exactamente la misma que la inicial, por las pérdidas que hubo cuando se realizaba la extracción del líquido sobrante durante el experimento.

Conclusión.

La Ley de conservación de la materia o de Lavoisier nos dice que la masa del reactivo será igual a la cantidad de producto en una reacción química, por lo que es importante el balanceo de las ecuaciones químicas por cumplimiento de la ley.

Como pudimos observar en la práctica de laboratorio con el cobre (Cu), se obtuvo como resultado una cantidad muy cercana a la inicial, dicha variación fue dada por errores experimentales. Pero, a pesar de ello se pudo apreciar y entender de mejor manera la comprobación de una de las leyes ponderales.

Bibliografía.

1.    Barbachano C., (2015), Reacciones químicas, Química ll, Pearson, 2da edición, México, p. 6.

2.    Barbachano C., (2015), Leyes ponderales, Química ll, Pearson, 2da edición, México, p. 38 - 39.

3.    Clickmica, “Ley de la conservación de la materia”, 2018, https://clickmica.fundaciondescubre.es/conoce/descubrimientos/ley-la-conservacion-la-materia/ (14 noviembre 2018).

4.    EcuRed, “Ley de conservación de la materia”, 2018, https://www.ecured.cu/Ley_de_conservaci%C3%B3n_de_la_materia (14 noviembre 2018).