INFORME DE LABORATORIO DE BIOQUÍMICA SOLUCIONES. SU CONCENTRACIÓN Y PREPARACIÓN.
Marcela Restrepo Alexandra Castaño Mayra Escobar Andrés Rengifo O. Andrés Núñez
MEDICINA I
UNIVERSIDAD SANTIAGO DE CALI PALMIRA-VALLE 2009B
INFORME DE LABORATORIO DE BIOQUÍMICA SOLUCIONES. SU CONCENTRACIÓN Y PREPARACIÓN.
Marcela Restrepo Alexandra Castaño Mayra Escobar Andrés Rengifo O. Andrés Núñez
MEDICINA I
TRABAJO PRESENTADO A: Lic. CARLOS LEMOS LABORATORIO DE BIOQUÍMICA
UNIVERSIDAD SANTIAGO DE CALI
DESEMPEÑO -
Identi Identific fica a los métodos métodos para prepar preparar ar solucio soluciones nes depend dependien iendo do de la concen concentra tració ción n física o química.
-
Identifica Identifica que instrument instrumentos os se se usan usan para para preparar preparar y guardar guardar soluciones soluciones..
INTRODUCCION
Las soluciones en química, química, son mezclas homogéneas de sustancias en iguales o distintos esta estado doss de agre agrega gaci ción ón.. La conc concen entr trac ació ión n de una una soluc solució ión n cons constititu tuye ye una una de sus sus principales caracter ísti í stica cas. s. Bast Bastan ante tess prop propie ieda dade dess de las las soluciones dependen exclusivamente de la concentración. Su estudio resulta de interés tanto para la física como para la química. química. Algunos ejemplos de soluciones son: agua salada, oxígeno y nitrógeno del aire, aire, el gas carbónico en los refrescos y todas las propiedades: color , sabor, densidad, densidad, punto de fusión y ebullición dependen de las cantidades que pongamos de las diferentes sustancias. La sustancia presente en mayor cantidad suele recibir el nombre de solvente, y a la de menor cantidad se le llama soluto y es la sustancia disuelta.
JUSTIFICACION Estos procedimientos en moles, masa molecular y volumen molecular son presentados al profesor profesor de bioquímica bioquímica y a todos los demás estudiant estudiantes es con el fin de mostrar mostrar los pasos de cada uno de ellos y así enseñarles a las demás personas como se usan.
OBJETIVO GENERAL
Dado el contenido de la unidad los estudiantes serán capaces de: Desarrollar destrezas para para reso resolv lver er probl problem emas as este estequ quio iomé métr tric icos os y reso resolv lver er prob proble lema mass con con moles moles,, masa masa molecular y volumen molecular.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
- Interpretar el concepto de Mol. Masa Molecular y Volumen Molecular. - Plantear y resolver problemas problemas de aplicación aplicación de cálculos estequiométricos. - Balancear ecuaciones por el método de oxi-reducción. - Balancear ecuaciones por el método de Ion Electrón. - Plantear y resolver problemas problemas estequiométricos estequiométricos que involucren masa-volumen. - Realizar ejercicios de balanceo balanceo de ecuaciones por el método método de oxi-reducción y por el método del Ión Electrón.
MARCO TEORICO SOLUCIÓN Una solución es una mezcla homogénea de dos o mas sustancias. La sustancia disu disuel elta ta se deno denomi mina na solu soluto to y esta esta pres presen ente te gene genera ralm lmen ente te en pequ pequeñ eña a cantid cantidad ad en compar comparaci ación ón con la sustan sustancia cia donde donde se disuel disuelve ve denomi denominad nada a solvente. solvente. en cualquier cualquier discusión de soluciones soluciones,, el primer primer requisito requisito consiste en poder especificar sus composiciones, esto es, las cantidades relativas de los diversos componentes. La concentración de una solución expresa la relación de la cantidad de soluto a la cantidad de solvente. Las soluciones poseen una serie de propiedades que las caracterizan :
1.
Su composición química es variable.
2.
Las Las prop propie ieda dade des s quím químic icas as de los los comp compon onen ente tes s de una una solución no se alteran.
3.
Las propiedades físicas de la solución son diferentes a las del solvente puro : la adición de un soluto a un solvente aumenta su punto de ebullición y disminuye su punto de congelación; la adición de un soluto a un solvente disminuye la presión de vapor de éste.
COMPONENTES DE LA SOLUCION Sus componentes son: 1.
EL SOLUTO: Es la sustancia que se disuelve y casi siempre se encuentra en menor proporción. Por ejemplo la sal, el azúcar, el frutiño, etc.
2.
EL SOLVENTE: Es el método en el cual se disuelve el soluto, y casi siempre se encuentra en mayor proporción. Por ejemplo el agua, el alcohol, etc.
3.
SOLUBILIDAD: La solubilidad es la cantidad máxima de un soluto que puede disolverse en una cantidad dada de solvente a una determinada temperatura.
Factores que afectan la solubilidad:
Los factores que afectan la solubilidad son:
a) Superficie de contacto: La interacción soluto-solvente aumenta cuando hay hay mayo mayorr supe superf rfic icie ie de cont contac acto to y el cuer cuerpo po se disu disuelv elve e con con más más rapidez ( pulverizando el soluto). agitar ar la solu soluci ción ón se van van sepa separa rand ndo o las las capa capas s de b) Agitación: Al agit disolu disolució ción n que se forman forman del soluto soluto y nuevas nuevas molécu moléculas las del solven solvente te continúan la disolución
c) Temperatura: Al aument6ar la temperatura se favorece el movimiento de las moléculas y hace que la energía de las partículas del sólido sea alta y puedan abandonar su superficie disolviéndose.
d) Presión: Esta influye en la solubilidad de gases y es directamente proporcional.
CONCENTRACIONES QUÍMICAS Y FÍSICAS FÍSICAS: Porcentaje por masa- masa Es la masa de soluto por cada 100 gramos de disolución. El porcentaje en masa se define como los gramos de soluto (sustancia que se disuelve) por cada 100 gramos de disolución: cw=100•ms/md donde cw es el porcentaje en masa, ms la masa de soluto y md la masa de disolución. Ejemplo: Si se disuelven 20 gramos de azúcar en 80 ml de agua, el porcentaje en peso será: cw=100•20/(80+20)=20% ó, para distinguirlo de otros porcentajes: 20%w.
Masa por volumen Se pueden usar también las mismas unidades que para medir la densidad aunque no conviene confundir ambos conceptos. La densidad de la mezcla es la masa de la solución entre el volumen de esta mientras que la concentración en dichas unidades es la masa de
soluto entre el volumen de la disolución. Se suelen usar los gramos por litro (g/l) y a veces se expresa como « % m/v».
Porcentaje por volumen-volumen Expresa el volumen de soluto por cada cien unidades de volumen. Se suele usar para mezclas gaseosas en las que el volumen es un parámetro importante a tener en cuenta. Es decir, el porcentaje que representa el soluto en el volumen total de la disolución. Suele expresarse como volumen de soluto/100 volúmenes de solución, o simplificadamente como «% v/v» El porcentaje en volumen se calcula de forma similar al porcentaje en masa, pero empleando volúmenes en lugar de masas, evidentemente se suele utilizar para líquidos o gases: cv=100•vs/vd donde cv es el porcentaje en volumen, vs el volumen del soluto y vd el volumen de la disolución. Ejemplo: si se tiene una disolución del 20% en volumen (habitualmente 20%v) de alcohol en agua quiere decir que se tienen 20ml de alcohol por cada 100ml de disolución.
Partes por millón Partes por millón (abreviado como ppm) es la unidad empleada usualmente para valorar la presencia de elementos en pequeñas cantidades (traza) en una mezcla. Generalmente suele referirse a porcentajes en peso en el caso de sólidos y en volumen en el caso de gases. También se puede definir como «la cantidad de materia contenida en una parte sobre un total de un millón de partes». Ppm: miligramos sto Kg o Litros sln QUÍMICA:
Molaridad La molaridad (M) es el número de moles de soluto por litro por litro de solución. Por ejemplo, si se disuelven 0,5 moles de soluto en 1000 mL de solución, se tiene ti ene una concentración de ese soluto de 0,5 M (0,5 molar). Para preparar una solución de esta concentración normalmente se disuelve primero el soluto en un volumen menor, por ejemplo 30 mL, y se traslada esa disolución a un matraz aforado, aforado, para después enrasarlo con más disolvente hasta los 1000 mL.
Molalidad La molalidad (m) es el número de moles de soluto por kilogramo de disolvente. Para preparar disoluciones de una determinada molalidad en un disolvente, no se emplea un matraz aforado como en el caso de la molaridad, sino que se puede hacer en un vaso de precipitados y pesando con una balanza analítica, previo peso del vaso vacío para poderle restar el correspondiente valor.
Normalidad
La normalidad (N) es el número de equivalentes (n) de soluto (sto) por litro de disolución (sc). El número de equivalentes se calcula dividiendo la masa total sobre la masa de un equivalente: n = m / m eq. O bien, como el producto de la masa total y la cantidad de equivalentes por mol, dividido sobre la masa molar: .
Normalidad ácido-base Es la normalidad de una solución cuando se la utiliza para una reacción como ácido o base. base. Por esto suelen titularse utilizando indicadores de pH. pH . En este caso, los equivalentes pueden expresarse de la siguiente forma: para un ácido, o
para una base.
Donde: • • • •
n: es la cantidad de equivalentes. moles: es la cantidad de moles. moles. + H : Es la cantidad de protones cedidos por molécula por molécula del ácido. – OH : Es la cantidad de hidroxilos cedidos por molécula por molécula de la base.
para un ácido, o
para una base.
Donde: • • • •
N: es la normalidad de la solución. M: es la molaridad de la solución. H+: Es la cantidad de protones cedidos por molécula por molécula del ácido. – OH : Es la cantidad de hidroxilos cedidos por molécula por molécula de la base.
Normalidad Sal Es la normalidad de una solución cuando se la utiliza para una reacción como agente oxidante o agente reductor . Como un mismo compuesto puede actuar como oxidante o como reductor, suele indicarse si se trata de la normalidad como oxidante (N ox) o como reductor (Nrd). Por esto suelen titularse utilizando indicadores redox. redox . En este caso, los equivalentes pueden expresarse de la siguiente forma: . Donde: • • •
n: es la cantidad de equivalentes. moles: es la cantidad de moles. moles. – e : Es la cantidad de electrones intercambiados en la semireacción de oxidación o reducción.
Por esto, podemos decir lo siguiente: . Donde: • • •
N: es la normalidad de la solución. M: es la molaridad de la solución. e –: Es la cantidad de electrones intercambiados en la hemireacción de oxidación o reducción.
FRACCION MOLAR La fracción molar es una unidad química para expresar la concentración de soluto en una disolución. disolución. Nos expresa la proporción en que se encuentran los moles de soluto con respecto a los moles totales de disolución, que se calculan sumando los moles de soluto(s) y de disolvente. Xsto= moles sto Moles totales Xslv= moles slv moles totales
Moles totales= moles del sto + moles del slv
MATERIALES Y REACTIVOS Vidriería: -
Balanza digital
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Matr Matraz az afora aforado do o bal balón ón volu volumé métr tric ico o
-
Pipeta graduada
-
Probeta gr graduada
-
Vaso Vaso de prec precip ipititad ados os o bea beake ker r
-
Frascos lavadores
-
Espátula
-
Rótulos
Soluciones: -
Acido ido fosfórico ico (H3PO4) de 35% de pureza
-
Agua de destilada
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Cloru loruro ro de sod sodio io (Na (NaCl) Cl)
IDENTIFICACIÓN Y MANEJO DE MATERIAL DE LABORATORIO: PREPARACIÓN DE DISOLUCIONES Y TITULACIÓN OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1) Identificar y manejar el material básico de laboratorio. 2) Fortalecer los conceptos conceptos de molaridad, molaridad, normalidad, normalidad, P/V, P/P P/V 3) Aprender a preparar soluciones a partir de la medición directa de soluto y solvente. 3) Aprender a preparar soluciones diluidas a partir de otras más concentradas MATERIALES
Soluciones: Ácido fosfórico ( H 3PO4) de 35% de pureza Agua destilada Cloruro de sodio (NaCl)
Vidrieria: 1 Frascos Frascos volumétricos volumétricos de 100ml, 100ml, 250ml y 500 ml. 2 Beaker pequeño de 50 ml 1 probeta de 10 ml y 500 ml 1 pipeta de 2 y 5 ml Espátula, balanzas digitales Rótulos.
FUNDAMENTOS TEÓRICOS MATERIAL DE LABORATORIO
NOMBRE
FUNCIÓN de elementos de medición
Balanza de precisión
Medir ma masas de de su sustancias só sólidas co con pr precisión alta Medir masas de sustancias sólidas Medir volúmenes exactos de disoluciones.
Balanza electrónica Matraz aforado o balón volumétrico Pipetas Probeta graduada
NOMBRE Matraz erlenmeyer Tubos de ensayo Vaso Vaso de precip precipita itados dos o beake beakerr
NOMBRE Pinza de madera Soporte universal Gradilla NOMBRE Embudo cónico Embudo büchner
Medir volúmenes con precisión. Medir lílíquidos cu cuando no no es es ne necesaria un una gr gran precisión FUNCIÓN de elementos de calefacción Son ma matraces de de pa paredes re rectas, mu muy us usados para para las las valo valora raci cion ones es.. Se pued pueden en cale calent ntar ar directamente sobre la rejilla. Disolver, ca c alentar o hacer reaccionar pequeñas cantidades de sustancia. Prepar Preparar, ar, disol disolver ver o calent calentar ar sustan sustancia cias. s. Permit Permiten en ser cale calent ntad ados os sobre obre la reji rejilllla. a. El vaso aso de precipitados no sirve para medir volúmenes, volúmenes, sus marcas son sólo orientativas. FUNCIÓN de elementos de soporte Sujetar tubos de ensayo calientes. Pieza básica en el montaje de los sistemas y aparatos como pinzas y anillos de metal. Apoyar tubos de ensayo. FUNCIÓN de elementos varios Trasvasar líquidos de un recipiente a otro. También se utiliza en operaciones de filtración. Embudo büchner Es un embudo con la base agujereada. Se acopla por su extremo inferior mediante un corcho taladrado al matraz kitasato. Encima de los orificios se coloca un papel de filtro.
SOLUCIONES En una solución o mezcla mezcla homogénea de dos o más sustancias sustancias podemos distinguir dos componentes: soluto y solvente. El solv solven ente te,, es el comp compon onen ente te que que se encu encuen entr tra a en mayo mayorr cant cantid idad ad;; disp disper ersa sa,, individualiza y aísla las moléculas del soluto, y determina la clase o tipo de solución. El soluto soluto por el contra contrario rio es el compon component ente e que se encuentr encuentra a en menor cantid cantidad ad y sus molécu moléculas las se dejan dejan disper dispersar sar fácilm fácilment ente e a causa causa de la gran gran afinid afinidad, ad, semeja semejanza nza y atracción existente con las moléculas del disolvente. En las soluciones observamos, por lo tanto una sola fase.
Mezclas propiamen propiamente te dichas dichas o mezcla Adem Además ás de las las solu soluci cion ones es exis existe ten n las las Mezclas mezclass heterogéneas en las que debido a la falta de afinidad, semejanza entre sus componentes, ninguna de las moléculas de cada uno de estos, se deja dispersar dispersar por las moléculas de los demás conservando cada una todas sus propiedades, siendo posible distinguir a simple vista cada una de sus partes constituyentes en forma de fases o agregados mole molecu cula lare ress de las las mism misma a espe especi cie, e, como como suce sucede de en el caso caso de las las mezc mezcla lass de componente líquidos (mezcla de agua y aceite), mezclas de sólidos y líquidos no solubles entre sí (mezcla de agua y arena). Cuando se comparan solucione acuosas conformadas conformadas por los mismos mismos componentes, se encuentra que existen tres clases de soluciones: Saturadas, diluidas y concentradas o sobresaturadas. SOLUCIONES SOLUCIONES SATURADAS: SATURADAS: Aquellas que contienen contienen la máxima máxima cantidad cantidad de soluto soluto que puede ser disuelta por unidad de volumen de solvente a una temperatura determinada. SOLUCIONES INSATURADAS(o diluidas): Aquellas que contienen menor cantidad de soluto por unidad de volumen de solvente que el correspondiente al de su respectiva solución saturada. SOLUCIONES SOLUCIONES SOBRESATUR SOBRESATURADAS ADAS (o concentradas): concentradas): Aquellas Aquellas que contienen contienen mayor cantidad de soluto por unidad de volumen de solvente que el correspondiente al de su respectiva solución saturada. La concentración de las soluciones se puede expresar de muy diversas maneras, siendo la más frecuente en bioquímica el porcentaje en peso; porcentaje en volumen; porcentaje peso- volumen, la molaridad(M) y la normalidad(N).
PREPARACIÓN DE SOLUCIONES Uno de los problemas que con mayor frecuencia se deben resolver en el laboratorio, lo constituye constituye el acondicionami acondicionamiento ento de la concentración concentración de soluciones soluciones a las necesidades necesidades específicas de los diferentes usos; esto debido a que con frecuencia la concentración de las soluciones de trabajo dista mucho de la concentración de los reactivos en su forma comercial. Este es el caso de ácidos como clorhídrico, clorhídrico, nítrico, nítrico, acético, acético, fosfórico fosfórico y sulfúrico, sulfúrico, cuyas soluciones de trabajo se preparan normalmente por dilución de otras más concentradas. También en otros casos son las mismas muestras las que se deben diluir con el objeto de adecuar la concentración de alguno de sus constituyentes al rango de medición de un método específico de análisis.
PROCEDIMIENTO: Preparación de soluciones Se prepara disolviendo una determinada cantidad de soluto, en un determinado volumen de disolvente. Realiza previamente los cálculos necesarios previamente antes de llegar al laboratorio.
A. PREPARACIÓN DE UNA DISOLUCIÓN DE NaCL Preparación de 100 mL una solución de NaCl 0.5M. Realizar el cálculo de los gramos para preparar la solución.
La disolución se prepara disolviendo gramos de la sal (NaCl) con un mínimo de agua, en un vaso de precipitado. Luego se trasvasija, en un frasco volumétrico de 100ml a través de un embudo de gravitación y se diluye (agregando más agua), hasta completar el volumen de disolución de 100 mL.
Incluya aquí aquí sus cálculos y operaciones operaciones
B.- PREPARACIÓN DE UNA DILUCIÓN DE NaCl 0.02M a partir de la solución anterior. Se prepara agregando disolvente a una disolución cuya concentración se conoce. Se mide un volumen de la disolución concentrada (alícuota) y se añade una determinada cantidad de disolvente, de manera de obtener una disolución más diluida. Preparación de 250 mL una solución de NaCl 0.02M. En un frasco volumétrico volumétrico de 250ml prepare prepare una solución de NaCl, lo más exactamente exactamente posible a partir de la solución patrón de concentración 0.5M. Rotule y guarde. Volumen inicial en ml de la solución madre o patrón de NaCl________ Volumen en ml de solvente adicionados__________________________ Incluya aquí aquí sus cálculos y operaciones operaciones
c. Preparación de 500 mL una solución de NaCl al 0.9%. Realizar el cálculo de los gramos para preparar la solución. La disolución se prepara disolviendo gramos de la sal (NaCl) con un mínimo de agua, en un vaso de precipitado. Luego se trasvasija, en un frasco volumétrico de 500ml a través de un embudo de gravitación y se diluye (agregando más agua), hasta completar el volumen de disolución de 500 mL. ¿Cuantos gramos de NaCl se utilizaron para preparar dicha solución_____ Volumen en ml de solvente adicionados________________
Incluya aquí sus cálculos cálculos y operaciones
Preparación de una solución de H3PO4 En un frasco volumétrico de 25ml, prepare una solución de ácido fosfórico 1 N, a partir de ácido fosfórico de 35% de pureza y densidad de 1,38 g/ml. Rotule y guarde. * Extraer con pipeta el volumen determinado de ácido. * Dejar escurrir la solución en matraz aforado del volumen adecuado. No soplar la pipeta. (Si se tratara de un ácido, siempre se agrega sobre agua, por lo que el matraz debería contener previamente algunos ml de agua destilada. *Homogeneizar la solución con el matraz bien tapado. * Consulte en que recipiente será conservada la solución. Normalidad del ácido fosfórico empleado________ Volumen de ácido fosfórico adicionados con la pipeta________ Incluya aquí sus cálculos cálculos y operaciones
Dibuje aquí antes de la práctica, los implementos utilizados por usted en el laboratorio. No se aceptan dibujos bajados de Internet.
La práctica de laboratorio es el Miércoles 23 de Agosto a las 9:30 a.m de la mañana para el grupo de Palmira; El jueves 24 de agosto a las 7:00 a.m. a.m. para 1B y a las 9:45 a.m. a.m. para 1B. El alumno podrá retirarse de la práctica, cuando le entregue al docente las respectivas soluciones, preparadas y rotuladas junto con esta guía diligenciada, al final de la práctica.
Docente: Natali Valentina Payarés Bueno
MsC. Bioquímica
CONCLUSIONES
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La solución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias. La sustancia disuelta se denomina soluto y está presente generalmente en pequeña cantidad en comparación con la sustancia donde se disuelve denominada solvente.
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Los comp componen onentes tes de de la soluci solución ón son el el soluto, soluto, el el solvent solvente e y la solub solubili ilidad. dad. Y los factores que los afectan son la superficie de contacto, la agitación, la temperatura y la presión.
-
Las concentraciones concentraciones de las soluciones físicas físicas y químicas químicas son la moralidad, la molalidad, la normalidad, la fracción molar, el porcentaje masa-masa, el porcent porcentaje aje masa-vo masa-volum lumen, en, el porcent porcentaje aje volume volumen-vo n-volum lumen en y partes partes por millón.
BIBLIOGRAFÍA
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www.wikipedia.org
-
www.google.com.co
0.5 M= nsto = nsto=M*L = 0.5 mol/L * 0.1 L = 0.05 mol Lsln 2.99
n= W = W = n*PM = 0.05mol * 58g/mol = 2.9 gr PM 0.02 M V1C1=V2C2 = 250ml * 0.02M = V 2*0.5M
10ml 240ml
V2 = 250ml * 0.02M 0.02M = 10ml 0.5M 0.9% 500ml %p/v= gsto/mlsln * 100 % gsto= 0.9% * 500ml = 4.5ml 100%
4.5
4.5
500ml
