INFORME 5: Determinación del porcentaje de NaHCO3 en una pastilla de
INFORME 5: Determinación del porcentaje de NaHCO3 en una pastilla de ALKA-SELTZER®.
ALKA-SELTZER®.
Maria E.Rueda, Natalia Demoya Maria E.Rueda, Natalia Demoya
RESUMEN
RESUMEN
El objetivo principal de esta práctica es determinar el El objetivo principal de esta práctica es determinar el porcentaje
porcentaje presente presente de de NaHCO3 NaHCO3 en en una una pastilla pastilla de de Alka- Alka-Seltzer,
Seltzer, este se realiza heste se realiza haciendo medidas de aciendo medidas de pérdida de masa ypérdida de masa y el
el de de desplazamiento desplazamiento de de agua agua generada generada por el por el gas gas producidoproducido en la reacción. Además se reconoce la importancia de la en la reacción. Además se reconoce la importancia de la estequiometria y los conceptos de reactivo límite y en exceso. estequiometria y los conceptos de reactivo límite y en exceso. Para llevar a cabo dicho objetivo se desarrollaron dos métodos Para llevar a cabo dicho objetivo se desarrollaron dos métodos anteriormente citados, utilizando como reactivos ácido acético anteriormente citados, utilizando como reactivos ácido acético y pastillas de Alka-Setzer , la cuales fueron fragmentadas y y pastillas de Alka-Setzer , la cuales fueron fragmentadas y pesadas
pesadas minuciosamente minuciosamente con con la la medida medida de de la la cantidadcantidad necesaria para ejecutar la reacción; los métodos consistían en necesaria para ejecutar la reacción; los métodos consistían en hacer reaccionar el Alka-Seltzer con una cantidad determinada hacer reaccionar el Alka-Seltzer con una cantidad determinada de
de ácido aácido acético y cético y posteriormente medir posteriormente medir la la cantidad cantidad de de gas,gas, por
por medio medio de de la la pérdida pérdida de de peso peso en en la la solución, solución, o o porpor medición volumétrica de dicha cantidad; fue necesario hacer medición volumétrica de dicha cantidad; fue necesario hacer duplicado
duplicado de de cada cada prueba prueba obtener obtener un un valor de valor de medida medida másmás preciso.
preciso. Después
Después de de realizar realizar los los ensayos ensayos necesarios necesarios para para determinardeterminar la cantidad de NaHCO3 presente en la pastilla de Alka-seltzer, la cantidad de NaHCO3 presente en la pastilla de Alka-seltzer, se
se procede a procede a realizar cálcurealizar cálculos los que que permiten hacepermiten hacer un r un análisisanálisis completo de lo obtenido
completo de lo obtenido en la práctica y en la práctica y compararlos con compararlos con lolo reportado en la literatura (relacionándola con la ecuación reportado en la literatura (relacionándola con la ecuación balanceada dando cumplimie
balanceada dando cumplimie nto a nto a la realización la realización de uno de uno de losde los objetivos),
objetivos), y así y así determinar si los determinar si los métodos realizados métodos realizados son losson los adecuados para realizar dichas mediciones.
adecuados para realizar dichas mediciones.
Finalmente se encuentra que dichos métodos aunque no son Finalmente se encuentra que dichos métodos aunque no son precisos, ayudan a determinar
precisos, ayudan a determinar de forma cercana la cantidad dede forma cercana la cantidad de componentes
componentes presentes presentes en la en la pastilla de pastilla de un mun medicamentoedicamento antiácido y observar experimentalmente un reactivo límite y antiácido y observar experimentalmente un reactivo límite y un reactivo en exceso.
un reactivo en exceso.
PALABRAS CLAVE:
PALABRAS CLAVE:
Alka-Seltzer, Alka-Seltzer, ácido ácido acético,acético, recolección de gases sobre agua, estequimetria.recolección de gases sobre agua, estequimetria.
ABSTRACT
ABSTRACT
The main goal of this exercise is to determine the percentage The main goal of this exercise is to determine the percentage of NaHCO3 present in a tablet of Alka-Seltzer, this is done by of NaHCO3 present in a tablet of Alka-Seltzer, this is done by making measurements of mass loss and displacement of water making measurements of mass loss and displacement of water generated by the gas produced in the reaction. Further generated by the gas produced in the reaction. Further recognizes the importance of the stoichiometry and concepts recognizes the importance of the stoichiometry and concepts limit and excess reagent.
limit and excess reagent.
To carry out this aim, the two methods mentioned above, To carry out this aim, the two methods mentioned above, using acetic acid as reactants Alka-Setzer pills, which were using acetic acid as reactants Alka-Setzer pills, which were fragmented and the heavy thoroughly with the measurement of fragmented and the heavy thoroughly with the measurement of the amount necessary for reaction; methods were reacting the amount necessary for reaction; methods were reacting Alka-Seltzer with a given amount of acetic acid and then Alka-Seltzer with a given amount of acetic acid and then
measuring the amount of gas, by means of weight loss in the measuring the amount of gas, by means of weight loss in the solution, or by volumetric measurement of the amount, it was solution, or by volumetric measurement of the amount, it was necessary to duplicate each test to obtain a measurement value necessary to duplicate each test to obtain a measurement value more accurate.
more accurate.
After performing the necessary tests to determine the amount After performing the necessary tests to determine the amount of NaHCO3 present in the tablet of Alka-seltzer, we proceed of NaHCO3 present in the tablet of Alka-seltzer, we proceed to perform calculations that allow a full analysis of the to perform calculations that allow a full analysis of the findings in the lab and compare them with the theoretical findings in the lab and compare them with the theoretical (relating it to the balanced equation in compliance with the (relating it to the balanced equation in compliance with the realization of one objective), and determine if the methods are realization of one objective), and determine if the methods are appropriate made in making the measurements.
appropriate made in making the measurements.
Finally found that although these methods are not precise, help Finally found that although these methods are not precise, help determine closely the amount of components present in the determine closely the amount of components present in the tablet antacid and an experimentally observed bound reagent tablet antacid and an experimentally observed bound reagent and a reagent in excess.
and a reagent in excess.
KEY WORDS: Alka-Seltzer, acetic acid, collecting gases over KEY WORDS: Alka-Seltzer, acetic acid, collecting gases over water, , estequimetria.
water, , estequimetria.
INTRODUCIÓN
INTRODUCIÓN
El trabajo realizado en este experimento se basa en la El trabajo realizado en este experimento se basa en la determinación de la cantidad de bicarbonato de sodio por dos determinación de la cantidad de bicarbonato de sodio por dos métodos distintos como lo son el método por pérdida de masa métodos distintos como lo son el método por pérdida de masa y el método de recolección de gases, en los cuales se presentan y el método de recolección de gases, en los cuales se presentan los debidos
los debidos cálculos cálculos de los de los resultados y resultados y los cuales los cuales sonson comparados con el valor reportado por el fabricante y estos comparados con el valor reportado por el fabricante y estos son repetidos para dar de alguna manera una mayor validez, son repetidos para dar de alguna manera una mayor validez, exactitud y precisión.
exactitud y precisión.
Para llevar a cobo esta práctica fue necesario tener claros
Para llevar a cobo esta práctica fue necesario tener claros
conceptos como:
conceptos como:
METODOLOGÍA
METODOLOGÍA
En
En el mel método por étodo por pérdida pérdida de de masa masa se se realiza realiza pesando pesando lala pastilla del
pastilla del Alka-Seltzer Alka-Seltzer con y con y sin el sin el empaque, y empaque, y midiendo midiendo 3030 ml de
ml de vinagre; la pastilla vinagre; la pastilla se introduce en se introduce en el el recipiente querecipiente que contiene
contiene vinagre, y vinagre, y es es cubierto cubierto con un con un vidrio reloj vidrio reloj mientrasmientras ocurre la reacción para evitar pérdidas del gas, y se esperan 10 ocurre la reacción para evitar pérdidas del gas, y se esperan 10 minutos próximamente, m
minutos próximamente, mientras ientras se observa se observa detenidamente lodetenidamente lo que
que ocurre, finalmente ocurre, finalmente se se pesa la pesa la reacción y reacción y se se reportan reportan enen los resu
los resultados ltados los datos los datos y ay análisis obtenidos nálisis obtenidos ,se repite ,se repite elel procedimiento
procedimiento para para al al realizar realizar los los cálculos cálculos teniendo teniendo 2 2 puntospuntos de referencia.
En el segundo método “recolección de gases sobre agua” se colocan 20 ml de vinagre en un balón de fondo redondo, mientras tanto se pesan 0,4g de Alka-Seltzer y se envuelven en papel de filtro, en seguida la envoltura se coloca cuidadosamente en el cuello del balón (evitando que este caiga en el fondo), entretanto en un recipiente se cola una cantidad de agua (aproximadamente 4 cm de altura) y se llena una probeta con agua que se coloca boca abajo en el recipiente,
evitando que se introdujera aire en esta misma..
Después de seguir estos pasos, se coloca el extremo de una manguera dentro la probeta, y el otro extremo que se encuentra conectado con un corcho, el cual tapa la boca del balón, se deja caer en antiácido en el fondo del recipiente y
se observa lo que ocurre mientras se reporta el volumen de agua desplazado por el desprendimiento de gas.
RESULTADOS Y ANALISIS DE RESULTADOS:
1. METODO POR PÉRDIDA DE MASA.
Tabla1:
Resultados obtenidos en método de pérdida de masa.VARIABLE
1er
ENSAYO
2do
ENSAYO
Promedio
Masa vinagre + vaso 150ml 113.6722 112.0053 112.83875 Masa Vaso 150 ml 84.1124 84.1124 84.1124 Masa vinagre + vaso 150ml + alka-seltzer 116.9586 115.2917 116.42495 Masa Alka-seltzer + empaque 3.8682 3.8860 3.8860 Masa empaque 0.5818 0.6149 0.59835 Masa Vaso después de la reacción 115.9667 114.3228 115.1475
Discusión de resultados:
Teniendo los datos presentes en la tabla podemos calcular la masa de pérdida CO2, la masa de NaHCO3 que reaccionó y el porcentaje de masa de NaHCO3 de la tableta, de la siguiente
manera:
Masa de CO2 perdida:
Para obtener la masa de CO2 perdida realizamos de diferencia entre la Masa vinagre + vaso 150ml + alka-seltzer y la masa del vaso luego de la reacción:
1er ENSAYO:
116.9586-115.9967 =
0.9919g
2do ENSAYO:
115.2917-114.3228=
0.9689gANÁLISIS:
Al observar esta diferencia se puede ver la masa de perdida los 2 ensayos, está perdida se debió a la reacción que ocurre entre el ácido cítrico y el bicarbonato pero en esta práctica para garantizar que hubiera una gran pérdida de dióxido de carbono agregamos ácido acético para que este también reaccionara con el bicarbonato y hubiera una mayor pérdida de CO2, como se puede observar en las siguientes reacciones:
Reacción entre bicarbonato y ácido acético:
HC2H3O2+ NaHCO3↔NaC2H3O2+ CO2+ H2O
Esta reacción es una reacción simple ya que se forma con un ácido (ácido acético) y una base (bicarbonato de sodio) lo que hace que se libere H2O, una sal de sodio del ácido acético
NaC2H3O2
(acetato de sodio) y el CO2 que era lo que queríamos que se liberara en gran cantidad.Reacción entre el bicarbonato y ácido cítrico:
H3C6H5O7+ 3NaHCO3 ↔ 3CO2+ 3 H2O + Na3C6H5O7
En esta reacción también observamos que al mezclar el ácido cítrico y el bicarbonato estos dos al igual que la reacción anterior forman una sal, en este caso la sal trisodica del ácido cítrico, agua y de nuevo también se forma CO2.
Masa de NaHCO3 que reaccionó:
Para hallar la cantidad de bicarbonato calculamos la cantidad de moles de dióxido de carbono y con esta empezamos a deducir la cantidad de bicarbonato de la siguiente manera:
1er ENSAYO
2do ENSAYO
En el promedio de la cantidad de masa de NaHCO3 que reacciono se tuvo 1.87g de NaHCO3.
Porcentaje de masa de NaHCO3 de la tableta:
Para realizar el porcentaje en masa de bicarbonato tomamos la masa de bicarbonato y la dividimos entre la masa del alka-seltzer lo que nos da un porcentaje realmente formal de bicarbonato de sodio presente en la pastilla.
1er ENSAYO
2do ENSAYO
ANALISIS:
Al tener en cuenta el porcentaje de bicarbonato de sodio obtenido por este método que fue de
en el primer ensayo realizado y 56.54% en el segundo, al compararlo con el porcentaje reportado que es de 60% podríamos decir que este método es de alguna manera confiable ya que se acerca con un rango de ±2.3%. Pero esta desviación puede estar dada a la intervención de algunos factores durante el experimento como, el tipo de balanza que utilizamos, el rango de error de la misma, quizá la humedad del medio haya afectado o como se puede comparar en los ensayos hechos, el porcentaje obtenidono fue del mismo ya que la cantidad de gramos en las tabletas vario un poco.
2. METODO DE RECOLECCION DE GASES
Resultados
Tabla2: resultados del método por recolleccion de gases.
MEDIDAS
INTENTO
1
INTENTO
2
PROMEDIO
Altura de agua en la vasija. 4cm 4,5cm 4,25cm Volumen CO2. (12,5cm altura) 80 ml (12,2cm altura) 78,01 ml 79ml Volumen de agua restante (8,1 cm altura) 51,8ml (8,3 cm altura) 53,12ml 52,46ml Temperatura del agua 18°C 18°C 18°CEstructura del alka-seltzer(C16H17O14Na).
El porcentaje de bicarbonato de sodio (NaHCO3) presente en una pastilla de Alka-Seltzeres de 65,84%, este se puede demostrar gracia a la información presente en la envoltura de la pastilla:
Alka-Seltzer
C16 H17 O14 Na
Componentes del Alka-Seltzer:
Bicarbonato de sodio
1,976g (NaHCO3)
Ácido cítrico
1,000g (C6H8 O7)
Ácido acético
0,0324g (C9H5O4)
_________________________________Alka-Seltzer
3,00084g
CANTI DAD DE CO2 PRESENTE E N L A R EACCI ÓN 0.4g DE LA PASTI LL A DE ALKA -SELTZE R Y ÁCIDO ACÉTI CO.
CH
3COOH + NaHCO
3CO
2+ H
2O + CH3COONa
60g + 84g 44g + 18g + 82g 0,2633g
Gramos calculados (TEORICOS):
Gr amos teóricos.
Presión:
PT = PCO
2+ PH
2O
0,73 atm = PCO
2+ 0,0230atm
PCO
2= 0,736 - 0,0230atm
PCO
2= 0,713
P.V = n.R.T
(
)
Gramos obtenidos:
Discusión de resultados
En la reacion el porcentaje derendimiento es del 75.41% devido a que posiblemente los instrumentos utilizadosen la practica de laboratorio posen un porcentaje alto de error de medición, comparándolos con los utilizados en la industruia, por tal motivo los procedmientos realizados posen un porsentaje alto de eror lo cual permite dejar por evidente que el rendimiento de la reacion no sera del 100% tambien teniendo encuenta que incluso en la industria el porcetaje de rendimiento de la reacion no pose el 100% ya que el contacto con el medio y la manipulacion de las sustancias, los productos y los reactivos lo cual permite que la reacion no posea su maxima capacidad.
% DE BI CARBONATO PRESENTE EN UN A PASTI LL A DE AL KA-SELTZE R.
Porcentaje reportado por el fabr icant e 65.84%NaH CO3
Porcentaj e obteni do en el laborator io
0,1998g
Discusión de resultados:
El resultado del porcentaje de NaHCO3 presente obtenido en la práctica es más pequeño, que el reportado por la literatura, esto puedo suceder debido al error de medición que algunos instrumentos poseen y a el mal manejo del practicante al realizar el ensayo, todo esto pudo hacer una diferencia de 10,49%.
Por otro lado, otros factores pueden influir en la disminución considerable que se dio en la medida de porcentaje presente ,
estas pueden ser: La evaporación del agua y la disolución del CO2 en esta afectan notablemente la medición del porcentaje, ya que no se puede obtener una medida precisa de los valores medidos como el peso de las muestras para al realizar los cálculos, pues si el CO2 se diluye en agua, la medida de este aumentaría , contrario a lo que sucedería si el agua se evapora, ya que al medir esta cantidad será menor.
Si toda la pastilla reacciona en la recolección de gases, determine el volumen de CO2 que se recolectaría a las condiciones de laboratorio.
Para realizar este cálculo de las reacciones se utilizan los resultados reportados en el método anterior, para obtener una aproximación de los valores que se obtienen.
Volumen que se obtendría en la práctica:
Volumen teórico.
Alka-Seltzer
C16 H17 O14 Na
3,00084g
Gramos teóri cos:Bicarbonato de sodio
1,976g (NaHCO3)
P.V=n.R.T
(
)
PORCENTAGE DE ERROR ETRE LOS METODOS
UTILIZADOS.
Estos cálculos se realizan con el porcentaje obtenido y teórico de bicarbonato de sodio.
M1: Pérdida de masa
M2: recolección de gases
Análisis
El método M1 tiene mayor precisión que M2, esto pudo suceder debido a que posiblemente el primer método se haya realizado con más precisión que el segundo, o a que el peso de la cantidad de pastilla se haya hecho con más precisión.
CONCLUSIONES
Con ayuda de la estequiometria es posible realizar la comparación entre la cantidad de gas que se debe obtener, y la cantidad de gas obtenido.
Se logró comprobar en práctica que las reacciones dependen de los reactivos que se encuentran en menor cantidad estequiometria.
Se puede afirmar que los dos métodos del experimento tienen poca precisión, por la diferencia que se observa en lo reportado por la literatura y lo obtenido en la práctica sin embargo existe mayor exactitud en el experimento M1 que en el experimento M2, ya que, el porcentaje de error es menor en M1.
BIBLIOGRAFIA
Izquierdo, José , Torres, F. (2004). Cinética de las reacciones químicas. Barcelona: EDICTONS.
L. Brown, H. (2004). In Talabera B. (Ed.), Quimica la ciencia central (novena edición ed.). España:Pearson Educasión. R. S. Becker, W. E. (1997). Quimica general (J. BeltranTrans.). Boston:Reverte.
Imagen del Alka-Seltzer recuperado dehttp://mastersearch.chemexper.com/cheminfo/servlet/org.db creator.MainServlet?searchValue=C16H17O14Na&searchTe mplate=rn.value%3D%22%3F%22+elsor+iupac.value%3D%2 2%3F%22+elsor+mol.value%3D%22%3F%22+elsor+mol.val ue%3D~%22%3F%22+elsor+mf.value%3D%22%3F%22+els or+entry.catalogID%3D%22%3F%22+elsor+%28iupac.value %3D~%22%3F%22+or+catalog.description%3D~%22%3F% 22%29&action=PowerSearch&format=ccd&target=structure& options=brandqtyoffer&style=&forGroupNames=&sort=%3E entry.counter&history=on
