Determinación De Bicarbonato En Alka-seltzer 133u4v

DETERMINACIÓN DE BICARBONATO EN ALKASELTZER Raúl Eduardo Lizcano Rivera (1094280220), María Cristina Quirós Celis (1098102241) Laboratorio de Fisicoquímica I, Grupo B, Departamento de Ciencias Básicas, Universidad de Pamplona

RESUMEN: En esta práctica experimental se recolecto un volumen de CO2 en agua a partir de la reacción de una pequeña porción de la pastilla de Alka- Seltzer al reaccionar con el o de una solución 0,1M de HCl. Aplicamos la ley de los gases ideales y la ley de Dalton respectivamente, se realizaron así los cálculos necesarios para poder encontrar la cantidad de moles de CO2 presentes en el volumen del gas recogido, la presión experimental durante la realización de esta práctica y finalmente el contenido de NaHCO3 presente en la pastilla. Palabras Claves: Bicarbonato de sodio, gas ideal, Presión, Volumen, Alka-Seltser, gas real. pueden tratar como gases ideales en determinadas circunstancias. Mientras los gases reales se vuelvan menos densos, sus propiedades PVT se acercarán cada vez más a las que predice la ecuación del gas ideal. Todos los gases a densidad suficientemente baja siguen la ecuación del gas ideal. Ilustración 1.ley de Dalton.

1. Introducción El Alka-Seltzer es una marca comercial de productos antiácido recomendado para combatir molestias de carácter gástricas. El Alka-Seltzer contiene por tableta cantidades determinadas de ácido acetilsalicílico, ácido cítrico y bicarbonato de sodio. Las determinaciones cuantitativas del contenido de bicarbonato de sodio en una tableta de Alka-Seltzer se logra gracias a las relaciones molares y cuantitativas (relaciones estequiometrias) presentes entre el dióxido de carbono que se libera de la reacción con el agua y el bicarbonato. NaHCO3(S)+H3O+Na+ (ac)+2H2O (l)+CO2 (g)

Para efectos de precisión en la práctica se llevó a cabo el método de captura de gas sobre agua, con el fin de confiabilidad de este método, por ende es necesario tener en cuenta la ley de conservación de la materia, en el cual se plantea que la cantidad de la materia debe permanecer constante antes y después de una reacción química, no se pierde materia en la reacción a pesar de las transformaciones químicas y físicas que esta pueda sufrir. De tal forma es necesario tener en cuenta el balance de las cantidades en las ecuaciones que describen los procesos de transformación química, para así poder establecer métodos confiables para la determinación de sustancias, relacionando el componente teórico y los resultados experimentales. [2]

El bicarbonato de sodio (NaHCO3) actúa como una sal básica conformada por el catión sodio (Na+) y el anión bicarbonato (HCO3). En las disoluciones acuosas los aniones bicarbonato reaccionan con las sustancias acidas para producir agua y desprender dióxido de carbono, teniendo en cuenta la siguiente reacción: HCO3+H+H2O+CO2 [1] El gas ideal está contemplado como parte del grupo de los gases teóricos por componerse de partículas puntuales que se mueven de modo aleatorio y que no interactúan entre sí. El gas real, en cambio, es aquel que posee un comportamiento termodinámico y que no sigue la misma ecuación de estado de los gases ideales. Los gases se consideran como reales a presión elevada y poca temperatura en condiciones normales de presión y temperatura, en cambio, los gases reales suelen comportarse en forma cualitativa del mismo modo que un gas ideal. Por lo tanto, gases como el oxígeno, el nitrógeno, el hidrógeno o el dióxido de carbono se

2. Materiales y Métodos Se pesó en la balanza analítica una fracción de tableta de Alka-Seltzer de aproximadamente 0,2 g, luego se amarro 1

el pedazo de tableta con un hilo y se introdujo en un Erlenmeyer con desprendimiento lateral que contenía una solución de 100ml de ácido clorhídrico 1 M previamente medidos con una probeta. Seguidamente se realizó el montaje, teniendo en cuenta que el bulbo nivelador se colocó de tal manera que en la bureta el nivel del líquido estuviera en la última marca superior. Cuidadosamente se puso en o el Alka-Seltzer con el agua acidulada, ladeando el Erlenmeyer. Se tomó precaución para que no se escapara el dióxido de carbono que se produjo, se agitó continuamente el Erlenmeyer hasta que no se observó cambios en el nivel del líquido en la bureta. Cuando la reacción se completó se mido el volumen de dióxido de carbono por medio de la bureta, para esto se tuvo que mover el bulbo nivelador a fin de igualar la presión interna con la presión atmosférica.

agua, presión atmosférica y el volumen desplazado del gas: Tabla1. Datos Experimentales. Datos experimentales Masa de la pastilla Volumen desplazado Temperatura de trabajo Volumen de la solución HCL 1M

Imagen1.montaje para la toma de datos:

Muestra#1

Muestra#2

promedio

0,2315g

0,2327g

0,2321g

27,7ml

24ml

25,85ml

20°C

20°C

20°C

8,25ml

8,29ml

8,27ml

Se investigó la composición porcentual de las sustancias componentes de la pastilla de Alka-Seltzer, según la información del producto y el peso total que registra la pastilla como se muestra en la siguiente tabla:

Tabla2. Composición porcentual del alka-seltzer. Sustancia

Masa

Bicarbonato de 1,976 g sodio Ácido cítrico 1,012 g Ácido 0,324g acetilsalicílico total 3,312g

Porcentaje en la pastilla 59,662% 30,556% 9,783% 100%

Para la determinación de la cantidad de bicarbonato de sodio, se tuvieron en cuenta las condiciones medio ambientales que influyen sobre los resultados del procedimiento, estos resultados se han registrado en la tabla 1.

3. Resultados y Análisis: Como la relación entre la cantidad de bicarbonato de sodio y dióxido de carbono es de 1:1, se determinara inicialmente la cantidad de moles de Dióxido de carbono empleando la ecuación general de los gases ideales PV=nRT, para la determinación cuantitativa de CO2 a través de la ecuación general se determinaron las siguientes medidas y se registraron los siguientes datos relacionados en la tabla 3, estos datos deben ser transformados a las unidades correspondientes, con las cuales se trabaja en la ecuación ( para obtener estos datos se debe tener en cuenta la reacción 1).

Numero de moles de CO2 [3] Para la determinación del número de moles de Dióxido de carbono se empleó la ecuación general de los gases ideales PV=nRT, teniendo en cuenta las condiciones medioambientales del laboratorio, la ecuación se debe despejar n, y se obtiene: 𝑃𝑉=𝑛𝑅𝑇 ↔ 𝑛=𝑃𝑉𝑅𝑇 Ecuación (1) 

Presión del CO2

Para determinar la presión del CO2, se debe emplear la siguiente ecuación y tener en cuenta los datos de la tabla 1.

NaHCO3 + HCl CO2 + NaCl + H2O

PCO2 = Patm - Pvapor H2O Ecuación (2)

Al realizar el procedimiento se tomaron los siguientes datos sobre el peso de alka-seltzer, volumen del gas en 2

Dónde: PCO2: presión del dióxido de carbono Patm: presión atmosférica Pvapor H2O: presión de vapor del agua a 20ºC

m = masa del CO2 n = número de moles del CO2 Pm = peso molecular del CO2

Reemplazando: PCO2 = 560mmHg – 17,546mmHg = 542,454mmHg

m = (7,671𝑥10−3 mol) * (44 g/mol) = 0.337g de CO2

Para poder trabajar con este dato de presión del CO2 en la ecuación general, se debe transformar este resultado a atmosferas.

*Estequiometria para hallar la masa en gramos del NaHCO3 experimentales:

PCO2 = 542,454 𝑚𝑚ℎ𝑔 𝑥



1𝑎𝑡𝑚 760𝑚𝑚ℎ𝑔



1 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑂2

0.337𝑔 𝐶𝑂2 𝑋 ( = 0,713 𝑎𝑡𝑚

44𝑔 𝐶𝑂2

1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3

)𝑋(

1 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑂2

84𝑔 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂

) 𝑋 (1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 )

= 0,643𝑔 𝑁𝑎𝐻𝐴𝐶𝑂3

VT (volumen total)

*Estequiometria para hallar la masa del NaHCO3 teóricos (teniendo en cuenta los datos de la tabla 1 y 2):

Utilizamos para esta práctica experimental el volumen total como el volumen desplazado mediante la reacción.

1,976𝑔 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂

3 0,2321𝑔 𝐴𝑙𝑘𝑎 − 𝑆𝑒𝑙𝑡𝑧𝑒𝑟 𝑥 3,312𝑔 𝐴𝑙𝑘𝑎−𝑆𝑒𝑙𝑡𝑧𝑒𝑟 =

0,1384𝑔 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3

VT=Vdesplazado VT=25,85Ml

*Estequiometria experimentales

VT=0,2585L

Temperatura %NaHCO3=‖ ecuación (5)

Para poder trabajar con T en la ecuación general, se debe transformar este resultado a kelvin.

T = 20°C + 273 = 293 K

%NaHCO3=‖

para hallar el porcentaje de NaHCO3

𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜−𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑥100‖ 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜

1.976𝑔−0.643𝑔 𝑥100‖ 1.976𝑔

=16.5%

Al tener los datos transformados se reemplazan en la ecuación: Porcentaje de error del NaHCO3 [3]

n (0,713𝑎𝑡𝑚)(0,2585𝐿)

nCO2=

𝑎𝑡𝑚∗𝐿 )(293𝑘) 𝑚𝑜𝑙∗𝐾

(0,082

pv =Rt Ecuación (3)

𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜−𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑥100‖ 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜

%Error=‖ Ecuación (6)

= 7,671𝑥10−3 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑂2

%Error=‖

Obtención del Bicarbonato de sodio Considerando la relación 1:1 entre Dióxido de carbono y Bicarbonato de sodio que anteriormente se mencionó, se tiene que pasar a gramos los moles de CO2 (ecuación 4) y realizar los respectivos cálculos para hallar el porcentaje en peso del bicarbonato de sodio.

(0.1384𝑔𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 )−(0,643𝑔𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 ) (0,1384𝑔𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 )

𝑥100‖

%Error=36.4%

Tabla3.resultados experimentales Numero de moles de CO2 7,671𝑥10−3 mol Presión del CO2 0,713atm Volumen total 0,2585L temperatura 293k

m = n * Pm Ecuación (4) Dónde: 3

3

Masa del experimentales Porcentaje de experimentales

NaHCO3 0,643g NaHCO3 16.5%

Teniendo en cuenta los resultados obtenidos, y el análisis que se realizó a los datos, se puede observar que el método de determinación de bicarbonato de sodio por captura de dióxido de carbono, presenta un porcentaje de error fuera de rango; debido a la gran dispersión de los datos, especialmente a los errores de la medición, a la fuga del gas y determinación porcentual.

4. Conclusiones: *En esta práctica se produce dióxido de carbono al hacer reaccionar la mezcla sólida que constituye el Alka-Seltzer, con agua acidulada. A partir del volumen medido del gas que resulto, se calculó el bicarbonato, asumiendo que todo el dióxido de carbono proviene de esta sustancia. *Para determinar la cantidad de Bicarbonato de sodio (NaHCO3) en una pastilla de Alka –seltzer, fue necesario tener en cuenta la ecuación del gas ideal para determinar el número de moles del CO2. *Por medio de cálculos estequiometricos se lograron establecer datos porcentuales de bicarbonato de sodio (NaHCO3) presente en la pastilla, considerando la relación molar que este tiene con las cantidades experimentales de Dióxido de carbono (CO2) liberado en la reacción.

5. Bibliografía: [1].YuehHuey Chen y Fizzing Determination of Alka Seltzer tablets. An Experiment”. Journal of (2002), 848

Jing FunYang. “AlkaSeltzer porcent by mass of NaHCO3in Ungraduate General Chemistry Chemical Education. Vol. 79

[2] Chang, R. Quírnica. Me Graw-Hill, México, 1994. [3]Henry R.J clinical chemistry: principles and techiniques, Harper & Row, New York, NY,p.(1974)

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