UNIVERSIDAD NACIONAL AUTNOMA DE MXICOESCUELA NACIONAL COLEGIO DE
CIENCIAS Y HUMANIDADES PLANTEL ORIENTE (034)CICLO BACHILLERATOREA
DE CIENCIAS EXPERIMENTALESASIGNATURA: QUMICA III (1507)REPORTE DE
LA PRCTICA EXPERIMENTAL NMERO 03OBTENCIN DE SULFATO DE AMONIO
(NH4)2SO4Integrantes del equipo
MARIN NAJERA TANIA
MRQUEZ PREZ LUIS
TAPIA CARLOS GIOVANNY
GRUPO: 531EDIFICIO: SILADINLABORATORIO: CREAPROFESOR: ISAAS
LVAREZ HERNNDEZQUINTO SEMESTRECLAVE DEL SEMESTRE: 2013-1FECHA DE
REALIZACIN: 31/AGOSTO/2012FECHA DE ENTREGA: 14/SEPTIEMBRE/2012CICLO
ESCOLAR: 2012-2013
ApartadoPgina
Introduccin3-4
Objetivo...5
Hiptesis..5
Marco Terico6-8
Material y Sustancias9
Metodologa10
Esquemas...11
Clculos qumicos.12-16
Observaciones...17
Conclusiones...18
Cuestionario.19-20
Referencias..21
Anexos...21
Amigo lector el presente reporte experimental tiene como
finalidad conocer y valorar la importancia de la Industria Qumica
de los fertilizantes, por la obtencin de un fertilizante obtenido a
nivel laboratorio escolar, pues es un producto de gran impacto
industrial, debido a que satisface de forma indirecta una de las
necesidades primordiales de la poblacin humana: la alimentacin.
Tambin a gran escala tiene impacto socioeconmico en la economa del
pas (PIB), es por eso que aqu hacemos un apartado y argumentamos
sobre la importancia de que Mxico produzca fertilizantes como un
ingreso econmico que favorezca el desarrollo de la economa social.
A continuacin redactaremos en forma breve y clara el contenido de
nuestro reporte, si observan detalladamente el ndice que se
encuentra a la pgina anterior se darn cuenta que el reporte est
dividido en trece apartados esto con la intencin de que el lector
identifique las partes de un reporte experimental adems de que la
lectura que realice se le haga ms amena y comprensible. En las
siguientes pginas se encuentran redactados los objetivos que
pretendemos cumplir al finalizar la prctica, los objetivos fueron
determinados en la clase por el grupo, adems se encuentran anexados
los objetivos personales del equipo que tienen como principal meta
reconocer las reacciones que se llevan a cabo en la elaboracin de
un fertilizante en este caso el Sulfato de Amonio (NH4)2SO4. Es de
suma importancia la elaboracin de un juicio de probabilidad de lo
que pasara al finalizar la prctica, a este juicio de probabilidad
lo denominamos hiptesis, esta deber de ser verdadera o en su caso
falsa y lo comprobaremos cuando trminos la prctica. Despus
encontramos el marco terico como un sustento de la informacin
desarrollada, los materiales y sustancias que son indispensables
que se lleva a cabo exitosamente la prctica, as como la metodologa
empleada. Es importante mencionar que en reporte se integran los
clculos qumicos, con lo que podemos afirmar que nuestro reporte es
de carcter cualitativo y cuantitativo, los clculos fueron
realizados en el laboratorio CREA con la ayuda de nuestro profesor.
Las ltimas partes del informe constan de las conclusiones, las
referencias donde pueden consultar ms informacin adems de los
anexos como una forma de apoyo. Ahora bien, la prctica es muy
valiosa puesto que se lograron afirmar conceptos bsicos como
mezcla, cidos, bases, reaccin de neutralizacin, entre otras. No
obstante y al parecer lo ms importante para el equipo fue el ahora
conocer que una reaccin qumica estn en indeterminada relacin con
una serie de clculos, este es sin dunda el conocimiento adquirido
ms significativo como producto de la realizacin de nuestro
experimento el conocer cunticamente el comportamiento de los
reactivos y productos de una reaccin qumica esto como ya
mencionamos anteriormente se ver ms adelante. Lo que queremos de
conocer al finalizar la prctica es lgicamente visualizar el
producto obtenido que es el Sulfato de Amonio, Cmo es?, determinar
su color su forma su textura y de la misma manera identificar la
cadena productiva que se lleva a cabo para la obtencin de dicho
fertilizante.Como parte de nuestra introduccin contestaremos a
nuestro criterio la siguiente pregunta: Qu importancia tiene la
industria de los fertilizantes en Mxico?Es de suma importancia,
tenemos que considerar que Mxico es un pas que produce a gran
escala las materias primas necesarias para la elaboracin de
fertilizantes. Esta elaboracin de fertilizantes ya sean fosfatados,
nitrogenados, etc., tienen su importancia en el desarrollo de la
vegetacin que aporta a la nacin los alimentos que a su vez nos
proporcionan los nutrientes esenciales para realizar nuestras
actividades da con da y ayudar al desarrollo de nuestro pas, esto
aclaro lo respondemos en trminos microeconmicos que ayudan al
desarrollo de una poblacin sea cual sea.Si trasladamos la pregunta
a trminos de beneficio de la economa nacional podemos decir
sencillamente que la importancia de producir fertilizantes a gran
escala por medio de la industria radica en el impacto de la economa
del pas es decir, en el producto interno bruto (PIB), lo explicamos
a partir de una analoga singular si producimos a gran escala y por
el libre comercio, podemos exportar nuestro producto a diferentes
sedes internacionales y con ello obtener un ingreso o fuente de
riqueza esto a futuro generara el desarrollo de la industria qumica
de fertilizantes en Mxico y por ende la acumulacin originaria de un
capital de origen extranjero. Esperamos que al termino de que tu
amigo lector leas con asombro nuestro reporte adquieras nuevos
conocimientos, aclares dudas o simplemente que a partir de tu
curiosidad crees cultura bsica de este tema.
Obtener a nivel laboratorio un fertilizante qumico de uso
cotidiano. Conocer el tipo de reaccin que se efecta entre un cido y
una base. Valorar los materiales y sus usos dentro de la actividad
experimental adems de manejarlos con precaucin. Utilizar el
fertilizante obtenido de una forma positiva.
Mesa del laboratorio CREA
Si el Sulfato de Amonio se obtiene a partir de la reaccin qumica
entre Hidrxido de Amonio y Acido Sulfrico, y teniendo en cuenta que
los reactivos estn en estado de agregacin liquida, entonces el
Sulfato de Amonio lo obtendremos en el mismo estado de agregacin a
sus reactivos.
Si bien de lo que hablaremos en esta ocasin es de la obtencin de
una sal (NH4)2SO4 es preciso que mencionemos algunos temas
necesarios y adems elementales para la buena comprensin de este
experimento.Por ejemplo, podramos preguntarnos cules son los
elementos que intervienen en la obtencin del Sulfato de Amonio (y
no solo las sustancias sino tambin las condiciones)? Qu importancia
tiene este compuesto en nuestra vida cotidiana aunque no nos demos
cuenta? Cules son los usos en la industria? Por qu es el
fertilizante ms producido en nuestro pas? A continuacin presentamos
informacin bsica del compuesto qumico que se pretende
obtener:Nombre Qumico: Sulfato de Amonio
Otros Nombres: Sulfato de Amoniaco, Sal de Azufre y Amonio
Frmula Qumica: (NH4)2SO4
Peso Molecular (g/mol): 132.14
Presentacin Fsica: Cristales slidos finos de color blanco, beige
o grisceo.
Tamao de partcula: 0.50 a 0.85 mm
Solubilidad en agua, a 20 C (100 g/100 ml): 76 gr/100 ml de agua
a 25 C
pH en solucin al 10%: 4.0 6.0 Unidades
Densidad Aparente (Kg/m3): 960 1,040 Kg/m3
ndice de Salinidad: 69
Humedad Relativa Crtica (a 30 C): 79%
Acidez equivalente a Carbonato de Calcio: 110 partes de
Carbonato de Calcio por 100 partes de SAM.
Ahora despus de conocer algunas propiedades de nuestra sal
procedemos a explicar la cadena productiva para la obtencin del
fertilizante. Obtencin de Sulfato de Amonio a nivel
industrial:Obtenemos el Hidrogeno a partir de a reaccin de metano y
agua:
Para producir amonio hacemos reaccionar nitrgeno diatnico con
hidrogeno:
Esta es una forma de obtener sulfito:
Cabe mencionar que el gas SO2 es fundamental para obtener cido
sulfrico
Obtengamos a continuacin el anin Sulfato
La forma ms sencilla de obtener acido sulfrico es la
siguiente:
Finalmente hacemos reaccionar 2 moles de amonio con 1 mol de
acido sulfrico para producir el fertilizante Sulfato de amonio:
El sulfato de amonio se obtiene por interaccin del amonaco con
el cido sulfrico. Para la produccin de nitrato de amonio (salitre
amoniacal) no se necesita ninguna materia prima complementaria
adems de lo que producen las fbricas de productos nitrogenados. El
sulfato de amonio presenta buenas propiedades fsicas, pero contiene
poco nitrgeno.Hablando a modo de fertilizante el Sulfato de Amonio
es el de mayor produccin en nuestro pas, tan solo en el 2005 fue de
1, 120,000.00 TMProduccin Nacional Sulfato de Amonio 2004Planta
Univex (Salamanca)300,000 TM
Planta Agrogen (Quertaro) 300,000 TM
Planta Fertirrey (Torren) 220,000 TM
Planta Fegusa (Guadalajara)140,000 TM
Planta Fesur (Minatitln) 160,000 TM
Precios promedios nacionales (Urea 46%, DAP, KCL y Sulfato de
Amonio) (2011) Fuente: Sistema de Informacin de Precios de los
Insumos y Factores Asociados a la Produccin, 2011. Ministerio de
Agricultura y Desarrollo Rural Corporacin Colombia Internacional.
Clculos CCITEORIA DE ARRENIUSArrhenius defini los cidos como
electrolitos que contienen hidrgeno y que, disueltos en agua,
producen una concentracin de iones hidrgeno o protones, H+, mayor
que la existente en el agua pura. Del mismo modo, Arrhenius defini
una base como una sustancia que disuelta en agua produca un exceso
de iones hidrxido, OH-(tambin llamados aniones hidroxilo).La teora
de Arrhenius ha sido objeto de crticas. La primera es que el
concepto de cido se limita a especies qumicas que contienen
hidrgeno y el de base a las especies que contienen iones hidrxido.
La segunda crtica es que la teora solo se refiere a disoluciones
acuosas, cuando en realidad se conocen muchas reacciones cido-base
que tienen lugar en ausencia de agua.
cidos de Arrhenius:{H2SO4HSO4-+H+
HAcAc-+H+
Base de Arrhenius:NaOHNa++OH-
MaterialSustancias
Soporte universalcido Sulfrico (H2SO4)
Tela de asbestoFenolftalena
Pinza de mariposaAgua destilada (H2O)
Bureta volumtricaHidrxido de Amonio NH4OH
Matraz ERLENMEYER 200 ml.
2 vasos de precipitados de 250 ml.
Probeta graduada 100 ml.
Anillo metlico
Agitador
Pipeta de 5 ml.
Balanza digital
Encendedor
Bata
2 mecheros de BUNSEN
Esptula
Jeringa graduada de 5ml.
Detergente para lavar fibra, escobillones.
Mezcla de agua con cido sulfricoTres compuestos indispensables
para el desarrollo de la practica el hidrxido de amonio, el acido
sulfrico y la fenolftalena
Producto obtenido fertilizante Calentamiento de cido sulfrico e
hidrxido de amonio
Como producto final y apoyando la alimentacin el fertilizante
fue agregado a una planta de chiles de rbol.
Clculo del peso molecular promedio (P.M.)H2SO4 98 Peso molecular
promedio de H2SO4
NH4OH
35 Peso molecular promedio de HH4OH
H2O 18 Peso molecular promedio de H2O
(NH4)2SO4
132 Peso molecular promedio de (NH4)2SO4
Clculo de pesos equivalentesH2SO4 (cido)P.E H2SO4P.E H2SO4=
NH4OH (Base)
(NH4)2SO4 (Sulfato)
H2O
Ecuacin de la reaccin
Se cumple la ley de la conservacin de la materia Porcentaje en
peso y densidad del cido y de la basecido 86 % masa y densidad Base
30 % masa y densidad Para el cido
Para la base
Clculo de la normalidad del cido y de la base
N1 del cido
Para el experimento que se realizo fue necesario preparar una
solucin 1N de cido sulfrico.
PROBLEMACuntos ml de H2SO4 se deben medir para preparar una
solucin de VT (50ml) de cido a una concentracin de
1N?DATOSFRMULAV1= x N1= V2= 0.05 L
SUSTITUCIN
Del clculo anterior se tomaron 10 ml de cido 1N ya
preparadosCuntos ml de NH4OH se requieren? DatosFRMULAV1= 0.01 L
N1= V2= x
SUSTITUCIN
El equivalente qumico es una constante entre reactivos y
productos
DatosV= 1.3 ml de NH4OH que se supone que fue gastadoN=
Clculo de rendimiento de reaccin
Cuando mezclamos H2SO4 con el agua H2O el matraz se pone
caliente. Solucin acidulada (disociacin acuosa). Teora de
Arrhenius.Tambin observamos que al agregarle a la mezcla de cido
Sulfrico (H2SO4) y agua qumicamente pura (H2O), unas gotas de
fenolftalena no pasa a simple vista absolutamente nada, sin embargo
ocurri un fenmeno totalmente diferente cuando agregamos Hidrxido de
amonio al cido, es decir, la fenolftalena logra pintar las bases
las tie a un color rosa, fenmeno que reitero no pasa si la
fenolftalena se agrega a un cido.No podemos dejar de mencionar que
ocupamos solamente el 11.8 ml de Hidrxido de Amonio de los 15 ml
que yacan en la bureta volumtrica y de acuerdo a nuestros calculo
tericos solamente tenamos que ocupar 1.30 ml de NH4OH es un dato
digno de analizar pues notoriamente excedimos la cantidad que
requeramos para la obtencin de nuestro fertilizante.Lo mas
impresionante a consideracin del equipo es la forma en cmo se
obtuvo el Sulfato de Amonio tenamos dos lquidos que cambiaban su
temperatura debido al sometimiento de calor aportado por un mechero
de bunsen, a continuacin comenz a evaporarse toda el agua y
comenzaron a surgir pequesimas partculas de un tipo de cristal
slido cristalino blanquecino y grisceo adems la cantidad de
fertilizante obtenido fue mnima alcanzamos apenas el 0.1 g de
Fertilizante y que de acuerdo a nuestros clculos tericos tendramos
que obtener como producto final 0.66 g de Sulfato de Amonio Notamos
que, al menos en nuestro caso, al evaporarse las sustancias se
reduca la cantidad a comparacin de lo que al principio haba. Lo que
nos llevo a preguntarnos cuanto hablando en cantidad de sustancias
y cuanto presupuesto gastara la industria para hacer toneladas de
fertilizante.
La fenolftalena es capaz de teir las bases a color rosa debido:
primero a que la fenolftalena es un cido dbil que pierde cationes
de hidrogeno en solucin. La molcula de fenolftalena es incolora, en
cambio el anin derivado de la fenolftalena es de color rosa, cuando
se aade a una base la fenolftalena, los iones de equilibrio se
desplazan hacia la derecha, lo que conduce a mas ionizacin como los
iones hidrgenos (H+1) se eliminan, en otras palabras con un
lenguaje ms sencillo decimos que cuando se agrega a una base
fenolftalena, siendo esta inicialmente incolora pierde iones (H+1)
formndose el anin y haciendo que tome coloracin roja. Por otra
parte ocupamos 11.8 ml de Hidrxido de Amonio para efectuar la
reaccin qumica y tericamente nos marcaba que gastaramos 1.33 ml de
Hidrxido de Amonio esto puede deberse a las concentraciones a las
que se encontraban los reactivos esta fue la mejor propuesta
planteada por el equipo al intentar dar una explicacin lgica al
enigma.Ahora bien nuestro fertilizante qumico es el producto de una
reaccin de neutralizacin entre un acido y una base en este caso
hicimos reaccionar cido Sulfrico con Hidrxido de Amonio, obtuvimos
en el lado de los productos al Sulfato de Amonio y Agua en vapor
por lo que comprobamos una teora que nos dice que una reaccin de
neutralizacin entre un cido y una base forzosamente produce una sal
ms agua.Otra ley que logramos comprobar fue la ley de la
conservacin de la materia puesto en que la misma reaccin obtuvimos
el mismo peso molecular promedio en los reactivos y en los
productos esto se observa claramente en el apartado de este informe
experimental que son los clculos qumicos.Para el caso de nuestra
hiptesis esta resulto ser falsa puesto que afirmbamos antes de
hacer la prctica que el Sulfato de Amonio lo obtendramos en estado
de agregacin liquida por ser sus reactivos lquidos lo que no es
correcto puesto que obtuvimos finsimos slidos cristalinos de color
blanco, cuantitativamente fue 0.1 g del fertilizante de 0.66 g que
tericamente tenamos que obtener esto debido a que no dejamos que el
proceso de calentamiento se llevara a cabo mas tiempo.Finalmente
decimos que nuestra sal cuaternaria es un ingreso econmico muy
importante en la economa del pas en la alimentacin y su produccin
en toneladas favorece el producto interno bruto de la nacin, el
equipo utilizo el fertilizante para agregarlo a un planta de chiles
de rbol, esperamos resultados.
1. Elabora un cuadro sinptico sobre la clasificacin de los
fertilizantes en orgnicos e inorgnicos.
Excremento Residuos de comida Composta Basura Orgnicos
Fosfatados Nitrogenados Potsicos Amoniacales Fertilizantes
Inorgnicos
2. A qu categora de reaccin pertenece la obtencin de Sulfato de
Amonio que se efectu durante la actividad experimental? Dar la
ecuacin qumica balanceada. R= Reaccin de neutralizacin donde
obtuvimos como productos el sulfato de Amonio que es una sal
cuaternaria mas el agua.
Nota: el 2 que aparece en la frmula del Sulfato de Amonio es un
subndice, no lo tomen como coeficiente.3. El fertilizante obtenido
en el laboratorio corresponde a una mezcla o a un compuesto?R= Es
un compuesto, aunque no lo podemos comprobar el equipo se encargo
de limpiar todas las impurezas que haban en los materiales que
usamos en el desarrollo de la prctica limpindolos con agua
destilada pues al ser qumicamente pura no contiene minerales o
mismas impurezas que hayan afectado para el producto que en nuestro
caso fue la sal cuaternaria.
4. Dar la frmula qumica y el nombre de un fertilizante
fosfatado, potsico y nitrogenado.FertilizanteFrmula qumica
Nitrogenado: Nitrato de SodioNaNO3
Fosfatado: Superfosfato tripleCa(H2PO4)2
Potsico: Cloruro de PotasioKCL
5. Cul es la frmula qumica y el nombre IUPAC del fertilizante
intermediario para obtener Sulfato de Amonio a nivel industrial?R=
Hidrxido de Amonio de frmula qumica NH4OH
http://www.isquisa.com/site/files/productos/Sulfato_de_Amonio.pdf
(14 de septiembre 2012 a las 3:00 a.m)
http://fresno.cnice.mecd.es/fgutie6/quimica2/ArchivosHTML/Teo_4_princ.htm
(Revisadas a las 12:44 am el 9/09/2012) Alcntara B. Qumica
Inorgnica Moderna, Unidad 9, paginas 562-569. Editorial ECLASA,
MEXICO. Ao 1972 Sistema de Informacin de Precios de los Insumos y
Factores Asociados a la Produccin, 2011. Ministerio de Agricultura
y Desarrollo Rural Corporacin Colombia Internacional. Clculos
CCI
Siguientes juegos de copias:Fertilizantes qumicos: productos
estratgicosObtencin de Sulfato de Amonio
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