DETERMINACIÓN PORCENTUAL DE NaHCO 3 EN TABLETAS EFERVESCENTES

Transcripción

1 DETERMINACIÓN PORCENTUAL DE NaHCO EN TABLETAS EFERVESCENTES Objetivos. Evaluar la importancia de las reacciones de formación de gases en análisis cuantitativo.. Determinar el contenido de bicarbonato de sodio (NaHCO ) contenido en una tableta efervescente. Introducción La Estequiometría constituye un concepto fundamental en química general, y se puede definir como el estudio de aspectos cuantitativos de fórmulas químicas y reacciones químicas. Esta rama de la química incluye la escritura y el balanceo de ecuaciones químicas, coeficientes estequiométricos y las relaciones molares de reactantes y productos. Se pueden predecir las cantidades de sustancias consumidas o producidas evaluando las cantidades de sustancias involucradas en una reacción química. En muchos procesos químicos se da el caso en el que uno de los reactivos se encuentra en proporciones muy altas en comparación con otro que interviene en la reacción, a este último de menor proporción se le llama reactivo limitante ya que determina la cantidad del producto que se va a formar como resultado de la reacción. En el experimento a realizar, los estudiantes analizan el contenido de NaHCO en tabletas efervescentes por un método simple y que no involucra materiales costosos. Las tabletas efervescentes de Alka-Seltzer (o similares) son medicamentos usados comúnmente como antiácidos y analgésicos, que se disuelve en agua antes de ingerirse. Estas tabletas contienen ácido acetilsalicílico (aspirina), bicarbonato de sodio y ácido cítrico. Cuando la tableta se disuelve en agua, el bicarbonato de sodio experimenta la reacción ácido - base con los ácidos presentes en la tableta (ácido acetilsalicílico y ácido cítrico) produciendo ácido carbónico (H CO ), el cual se disocia inmediatamente para formar dióxido de carbono y agua. HCO (aq) + H + (aq) CO + H O (l) Después de la reacción, ocurre una pérdida de masa debido a la emisión del CO a la atmósfera. De acuerdo a la relación estequiométrica adecuada, puede calcularse la cantidad de bicarbonato de sodio que reaccionó usando la pérdida de masa. Por lo general, el empaque contenedor indica que cada tableta contiene mg de aspirina, 000 mg de ácido cítrico y 96 mg de bicarbonato de sodio. Los ácidos contenidos originalmente en la tableta proporcionan sólo 7, mmol de H + lo cual no es suficiente para neutralizar todo el bicarbonato de sodio (,8 mmol). Al disolver la tableta en agua pura, el bicarbonato de sodio estará en exceso, y el ácido (H + ) será el reactivo limitante. Sólo una cantidad limitada de NaHCO puede reaccionar. Cuando la tableta se disuelve en una solución ácido - agua, la cantidad de ácido (H + ) incrementa, haciendo reaccionar más NaHCO y por lo tanto aumentando la producción de CO. Mediante incrementos progresivos de la cantidad del ácido (H + ) utilizado, se podrá observar el efecto del reactivo limitante. Eventualmente, el ácido (H + ) estará en exceso, y el NaHCO contenido en la tableta llegará a ser el reactivo limitante de la reacción. Como la

2 cantidad de NaHCO en la tableta efervescente es fija, ocurrirá que después de varios incrementos de la cantidad de ácido añadido la cantidad de CO generado permanecerá invariable. Procedimiento Experimental Materiales Reactivos Vaso de precipitados de 0 ml. Cilindro graduado de 0 ml. Balanza analítica (±0,00 g). 8 tabletas de AlkaSeltzer o cualquier otra tableta efervescente. Ácido acético (CH COOH) al,% (vinagre) Parte I. Pesar en una balanza analítica (±0,00 g) una tableta efervescente y anotar su masa. Repetir la pesada veces más, con el fin de obtener una medida promedio. Usando un cilindro graduado, añadir ml de agua destilada en un vaso de precipitados de 0 ml. Medir la temperatura del agua en el vaso y anotarla. Pesar en una balanza analítica el vaso de precipitados de 0 ml conteniendo el agua. Agregar la tableta en los ml de agua y disolver. Evitando salpicaduras, agitar suavemente el vaso contenedor de la mezcla de reacción para asegurar la disolución completa de la tableta. Cuando se detenga el burbujeo, pesar el vaso contenedor y anotar la masa resultante. Desechar el contenido en los recipientes apropiados y finalmente lavar el vaso de precipitados. Parte II. Pesar en una balanza analítica otra tableta efervescente y anotar su masa. Repetir la pesada dos veces más, con el fin de obtener una medida promedio. Usando un cilindro graduado añadir 0 ml de agua destilada y ml de CH COOH en el vaso de precipitados de 0 ml previamente lavado. Medir la temperatura de la solución y tomar nota de ella. Pesar en la balanza el vaso de precipitados de 0 ml conteniendo la sol. ácida. Agregar la tableta a la solución ácida y disolver. Evitando salpicaduras, agitar suavemente el vaso contenedor de la mezcla de reacción para asegurar la disolución completa de la tableta. Cuando se detenga el burbujeo, pesar en la balanza el vaso de precipitados con su contenido. Anotar la masa resultante.

3 Desechar el contenido en los recipientes apropiados y finalmente lavar el vaso de precipitados. Parte III Repetir el experimento variando las proporciones ácido agua de la solución manteniendo un volumen total de ml. Las proporciones se varían incrementando cada vez el volumen del ácido en ml hasta que este volumen corresponda a ml. Parte IV Anotar los resultados en la Tabla, indicando volúmenes de agua (VH O) y ácido (VCH COOH) usados así como también masa de la tableta efervescente (m AlkaSeltzer ), masa inicial (m inicial ) y masa final del vaso conteniendo la mezcla de reacción (m final ). Datos Tabla. Datos del experimento de disolución de una tableta efervescente en una solución acuosa de CH COOH. (T ± ΔT) = ( ± )ºC Corrida Nº (V HO ± ΔV) (ml) (V CHCOOH ± ΔV) (ml) (m AlkaSeltzer ± Δm) (m inicial ± Δm) (m final ± Δm)

4 Resultados El porcentaje en masa del NaHCO contenido en una tableta efervescente que reacciona para formar CO se calcula para cada corrida. Llenar la Tabla con las respectivas masas de CO (m CO ), masas del NaHCO calculados a partir de relaciones estequiómetricas y el porcentaje correspondiente. Tabla. Resultados de el contenido de NaHCO en una tableta efervescente que reacción en las diferentes soluciones ácidas. Contenido de NaHCO Corrida Nº (m CO ± Δm) (m NaHCO ± Δm) % NaHCO Finalmente, construir un gráfico en el cual se muestre el porcentaje en masa del NaHCO determinado en función del volumen de CH COOH usado. Discutir los resultados obtenidos. Bibliografía. YuehHuey Chen y Jing FunYang. AlkaSeltzer Fizzing Determination of porcent by mass of NaHCO in Alka Seltzer tablets. An Ungraduate General Chemistry Experiment. Journal of Chemical Education. Vol. 79 (00), 88. Monografías de Química Estequiometría. Editorial Miró. 99 Cuestionario. Esta reacción sólo requiere ml de líquido. Por qué la reacción se lleva a cabo en un vaso grande?.. Las tabletas efervescentes contienen ácido cítrico el cual reacciona en agua pura. Por qué se añade ácido acético a la reacción?. Por qué la mezcla de reacción debe agitarse durante y al final de la reacción?. Explique el efecto del reactivo limitante en la reacción.. Cree usted que el porcentaje de NaHCO varía en las diferentes tabletas? 6. El dióxido de carbono se disuelve en agua y el agua se evapora a la atmósfera durante el experimento. Cómo afectan estos dos factores en los resultados?

5 7. Cuál es el porcentaje en masa de carbono en el dióxido de carbono y en el bicarbonato de sodio?