ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DE LITORALDepartamento De Ciencias Qumicas Y AmbientalesLaboratorio de qumica inorgnica

OBTENCION DE OXIGENOProfesor:Ing. John Fajardo

Estudiante: Lilibethed Carolina Murillo.

Fecha de entrega:10 de Diciembre del 2014.

Paralelo: 2

II TERMINO 2014 2015

Prctica # 5Introduccin El oxgeno se encuentra libre en la atmsfera en forma de O2, el cual constituye la quinta parte de su peso y en las altas capas de la atmsfera como O3. Combinado se lo encuentra formando H2O que cubre las 3/4 partes de la superficie terrestre y el mismo constituye 8/9 de su peso, tambin se lo encuentra formando una gran cantidad de xidos, oxocidos, sales oxigenadas, el alcohol, el azcar, la celulosa y gran cantidad de compuestos orgnicos.El oxgeno industrialmente se puedo obtener a partir de la destilacin fraccionada del aire lquido. En este procedimiento llamado mtodo de Georges Claude se desprende primero zoe a -193 y luego el oxgeno a -181. Un mtodo qumico es el llamado mtodo de Lavoisier el que consiste en el calentamiento de mercurio se oxida a 360 y luego se descompone el xido.

En la industria se emplea el mtodo de Boussingault, el cual consiste en el calentamiento de barita u xido de bario (BaO) que se calienta al aire, al rojo naciente (400 aprox.), combinndose con el Oxgeno para formar bixido de bario.

Calentando enseguida el bixido de bario hacia 800; se disocia en barita y oxgeno por la reaccin inversa.BaO2 BaO + OTericamente la barita puede servir indefinidamente pero en la prctica esto no sucede ya que el gas carbnico contenido en el aire produce carbonato de bario y por esto se debe renovar la barita peridicamente.Se puede obtener oxgeno a partir de la electrlisis de agua alcalinizada con un 10 o 15% de NaOH. Los electrodos son de hierro. Todo se produce como si el agua estuviese descompuesta, y se recoge el oxgeno en el electrodo positivo y el hidrogeno en el electrodo negativo.Mtodos de laboratorio: Se descompone el agua oxigenada en presencia de un catalizador; se utiliza generalmente el bixido de manganeso: MnO2.H2O2 H2O + OEn lugar de utilizar H2O2, se puede utilizar el compuesto metlico correspondiente:Na2O2 K2O2Estos compuestos son destruidos por el agua:H2O + K2O2 2KOH + OSe puede obtener oxgeno por calcinacin de bixido de manganeso y Clorato de potasio.3MnO2 Mn3O4 + O2ClO3K KCl + 3ORealmente no se descompone el clorato de potasio completamente sino hasta una temperatura mucho ms elevada a una temperatura moderada la ecuacin correspondiente es la siguiente:2ClO3K ClO4K + KCl + O2Para evitar este inconveniente generalmente se mezcla el clorato de potasio con bixido de manganeso, en el cual el oxgeno se fija primero y luego inmediatamente lo abandona segn las reacciones inversas:2MnO2 + 3O Mn2O7Mn2O7 2MnO2 + 3OMARCO TEORICO Materia: Se le llamamateriaa todo aquello que ocupa un lugar en el espacio. En la mayora de los casos, la materia se puede percibir o medir mediantes distintos mtodos.La descripcin de materia dada por la fsica moderna, incluye cualquier entidad, campo o discontinuidad que se traduce en un fenmeno perceptible que tiene continuidad a travs del espacio tiempo, su velocidad es igual o menor a la velocidad de la luz, y se le puede asociar una cierta energa.Hoy en da se conoce que todas las materias tienen energa, pero no todas tienen masa. La materia msica est formada por molculas, tomos y partculas subatmicas.Ejemplos de materia no msica seran los fotones que forman la luz, la radiacin electromagntica, entre otros.

Ley de la conservacin de la materia En el ao 1745, Mijal Lomonosov enunci la ley de de conservacin de la materia de la siguiente manera: En una reaccin qumica ordinaria donde la masa permanece invariable, es decir, la masa presente en los reactivos es igual a la masa presente en los productos. En el mismo ao, y de manera independiente, el qumico Antoine Lavoisier propone que la materia no se crea ni se destruye, slo se transforma. Es por esto que muchas veces la ley de conservacin de la materia es conocida como ley de Lavoisier-Lomonosov. Estos cientficos se referan a la materia msica. Ms adelante se observ que en algunas reacciones nucleares existe una pequea variacin de masa. Sin embargo, esta variacin se explica con la teora de la relatividad de Einstein, que propone una equivalencia entre masa y energa. De esta manera, la variacin de masa en algunas reacciones nucleares estara complementada por una variacin de energa, en el sentido contrario, de manera que si se observa una disminucin de la masa, es que sta se transform en energa, y si la masa aumenta, es que la energa se transform en masa.Teniendo es cuenta la ley de conservacin de la materia, cuando escribimos una ecuacin qumica, debemos ajustarla de manera que cumpla con esta ley. El nmero de tomos en los reactivos debe ser igual al nmero de tomos en los productos. El ajuste de la ecuacin se logra colocando ndices estequiomtricos delante de cada molcula. El ndice estequiomtrico es un nmero multiplica a los tomos de la sustancia delante de la cual est colocado.

Oxigeno El oxgeno es un gas incoloro e inodoro que condensa en un lquido azul plido. Debido a que es una molcula de pequea masa y apolar tiene puntos de fusin y ebullicin muy bajos. Es el elemento ms abundante en el planeta ya que supone el 21 % de la atmsfera (78% N2). En la corteza terrestre constituye el 46 % de la hidrosfera (H2O) y el 58 % de la litosfera (silicatos, carbonatos, fosfatos, sulfatos, etc.)Quin primero lo prepar fue Scheele, un qumico sueco, en 1772. Lo identific como uno de los principales constituyentes del aire y lo llamaire de fuegoyaire de vitriolo. No obstante, a quien se considera generalmente como su descubridor es a Priestley, puesto que public sus resultados en 1774, mientras que Scheele retras su publicacin hasta 1777. En su preparacin original, Priestley calent lo que hoy conocemos como xido de mercurio, HgO, y observ el desprendimiento de un gas. A este gas lo denominaire deflogistizadoy observ que aumentaba la brillantez de una llama. Sin embargo, fue Lavoisier quien reconoci en el nuevo gas un elemento y lo llam oxgeno en 1777(del griegooxy genesformador de cidos).

Catalizador.Sustanciaqumica, simple o compuesta, que modifica la velocidad de una reaccin qumica, interviniendo en ella pero sin llegar a formar parte de los productos resultantes de la misma.Los catalizadores se caracterizan con arreglo a las dos variables principales que los definen: la fase activa y la selectividad. La actividad y la selectividad, e incluso la vida misma del catalizador, depende directamente de la fase activa utilizada, por lo que se distinguen dos grandes subgrupos: los elementos y compuestos con propiedades de conductores electrnicos y los compuestos que carecen de electrones libres y son, por lo tanto, aislantes o dielctricos. Los catalizadores aceleran las reacciones qumicas al donar protn o un par de electrones, los cuales permiten que una reaccin qumica determinada se lleve con mayor facilidad y por lo tanto con mayor velocidad a travs de un mecanismo especfico.Todos los catalizadores, funcionan disminuyendo la energa de activacin (G) de una reaccin, de forma que se acelera sustancialmente la tasa de reaccin. No alteran el balance energtico de las reacciones en que intervienen, ni modifican, por lo tanto, el equilibrio de la reaccin, pero consiguen acelerar el proceso incluso millones de veces. Una reaccin que se produce bajo el control de un catalizador en general, alcanza el equilibrio mucho ms deprisa que la correspondiente reaccin no catalizada. Los catalizadores, no son consumidos por las reacciones que catalizan, ni alteran su equilibrio qumico.Presion de vapor Lapresin de vapores lapresinde la fase gaseosa o vapor de un slido o un lquido sobre la fase lquida, para unatemperatura determinada, en la que la faselquiday elvaporse encuentra enequilibrio dinmico; su valor es independiente de las cantidades de lquido y vapor presentes mientras existan ambas. Este fenmeno tambin lo presentan los slidos; cuando un slido pasa al estado gaseoso sin pasar por el estado lquido (proceso denominadosublimacino el proceso opuesto llamadosublimacin inversa) tambin hablamos de presin de vapor. En la situacin de equilibrio, las fases reciben la denominacin delquido saturadoyvapor saturado. Esta propiedad posee una relacin inversamente proporcional con lasfuerzas de atraccin intermoleculares, debido a que cuanto mayor sea el mdulo de las mismas, mayor deber ser la cantidad de energa entregada (ya sea en forma de calor u otra manifestacin) para vencerlas y producir el cambio de estado.Objetivos Objeti Determinar el volumen molar de oxgeno gaseoso mediante el proceso de calentamiento del KClO3. Determinar el porcentaje de error del experimento mediante la comparacindel valor terico con el valor experimental del volumen molar de oxgeno.Materiales Reactivos 1 matraz de Erlenmeyer de 50 ml 1 mechero de alcohol 1 tubo de ensayo grande 1 manguera 1 tapn de caucho 1 soporte universal 1 pinza de bureta 1 vaso de precipitado de 1000 ml 1 balanza analtica 1 esptula 1 tringulo de porcelanaReactivos 1g de clorato de potasio (KClO3) Dixido de manganeso (MnO2) AguaProcedimiento Descomposicin de las sales y obtencin de oxgeno1. Llenar totalmente el matraz del Erlenmeyer con agua, evitando que queden burbujas de aire en su interior. Tapar la boca del matraz con el dedo ndice, invertirla, introducir este extremo en el vaso con agua con un tringulo de porcelana en la parte superior del vaso que sujetar al matraz, retirar el dedo.2. Colocar en la boca del matraz sumergido una manguera que est conectada a un tapn de caucho.3. Colocar un vidrio en la balanza analtica y; con ayuda de una espatula, pesar sobre este 1 g. de clorato de potasio.4. Colocar el gramo de clorato de potasio en el tubo de ensayo.5. Con la ayuda de la esptula, colocar una pequea cantidad de dixido de manganeso en el tubo de ensayo6. Sujetar el tubo a una pinza, la cual est sujeta al soporte universal.7. Cerrar el tubo de ensayo con el tapn de caucho de la manguera.8. Calentar el tubo de ensayo con el mechero de alcohol y esperar a que se efecte la reaccin en el tubo y el desprendimiento de oxgeno en el matraz.

Calculos y reacciones

M1= 1.00g de clorato de potasio M2 = masa del tubo con reactivos= 34.13gMf = masa final= 33.86gMasa del oxgeno = M2- Mf = 34.13g -33.86g=0.27g

La reaccin qumica: 2KClO3 (s) + calor 2KCl(s) + 3O2 (g)

Valor terico por estequiometria y haciendo uso de la funcin

Porcentaje de error

P(total)= P(atmosfrica) P(vapor) P0.936-0.0367-0.038= 0.86 atmDonde P= Pgh =(1000)(9.8)(0.4)= 0.038 atm P densidad, g gravedad , h altura 4cm

De la ecuacin PV=nRT

V= (0.012)(0.082)(299)/0.8954 = 0.34 lt

m=X M = (0.8954)(0.34)(32) / 0.082(299) = 0.396 g

Observaciones La reaccin del clorato al exponerse al fuego fue espontanea El agua dentro del matraz disminuyo ya que el gas oxigeno ocupo un volumen del matraz desplazando el agua Despus de un tiempo el calentamiento del clorato ya no produca oxgeno. Conclusiones En esta prctica pudimos aplicar la conservacin de la masa en la reaccin qumica del clorato de potasio y as obtener nuestro valor terico por estequiometria El porcentaje de error nos ayuda a observar que este mtodo para la obtencin de oxigeno es un mtodo viable ya que tiene solo el 1.02% de error Pudimos comprobar que el catalizador no actu en la reaccin pero si nos ayud a incrementar la velocidad de la reaccin Recomendaciones No se necesita utilizar mucho catalizador, se debe poner una cantidad pequea para que ayude a la velocidad de la reaccin Los tubos de ensayo deben estar secos Debemos verificar que el tapn este bien colocado Debemos tener cuidado al prender el mechero de bunsen tener una cierta distancia prudente para evitar accidentes Bibliografa Qumica conceptual http://www.ecured.cu/index.php/Catalizador Textos cientficos qumica y fsica http://www.textoscientificos.com/quimica/inorganica/oxigeno Qumica general http://quimica.laguia2000.com/conceptos-basicos/ley-de-la-conservacion-de-la-materia