OBJETIVO GENERAL
Preparación e identificación de soluciones OBJETIVOS ESPECIFICOS Clasificar experimentalmente diferentes soluciones. Determinar teóricamente las concentraciones de soluciones ácidas y básicas. Efectuar cálculo de errores.
CONCENTRACIÓN DE UNA DISOLUCIÓN Existen distintas formas de expresar la concentración de una disolución, pero las dos más utilizadas son: gramos por litro (g/l) y molaridad (M). Los gramos por litro indican la masa de soluto, expresada en gramos, contenida en un determinado volumen de disolución, expresado en litros. Así, una disolución de cloruro de sodio con una concentración de 40 g/l contiene 40 g de cloruro de sodio en un litro de disolución. La molaridad se define como la cantidad de sustancia de soluto, expresada en moles, contenida en un cierto volumen de disolución, expresado en litros, es decir: = n /V. El número de moles de soluto equivale al M = cociente entre la masa de soluto y la masa de un mol (masa molar) de soluto. Por ejemplo, para conocer la molaridad de una disolución que se ha preparado disolviendo 70 g de cloruro de sodio (NaCl) hasta obtener 2 litros de disolución, hay que calcular el número de moles de NaCl; como la masa molar del cloruro de sodio es la suma de las masas atómicas de sus elementos, es decir, 23 + 35,5 = 58,5 g/mol, el número de moles será 70/58,5 = 1,2 y, por tanto, M = = 1,2/2= 0,6 M (0,6 molar).
Se forma una disolución sólida cuando los átomos de una sustancia se distribuyen por completo alrededor de los de otra. Las aleaciones, que son mezclas de dos o más metales, son con frecuencia disoluciones sólidas. Aquí se ilustran dos tipos de estas disoluciones. La de la izquierda es intersticial, lo que significa que los átomos disueltos ocupan espacios vacíos de
la estructura cristalina del material disolvente. Esto sólo es posible cuando los átomos disueltos son mucho menores que los de la sustancia que los recibe. Pertenecen a esta clase ciertos aceros formados por una disolución de carbono en hierro. La disolución de la derecha es de sustitución: los átomos disueltos sustituyen a algunos de los que forman la red cristalina receptora. Pertenece a esta categoría el bronce, en el que el cinc se disuelve en cobre. Estandarización de soluciones. La estandarización es el proceso por el cual se determina la concentración exacta de una determinada solución, utilizando un soluto patrón, que debe poseer los siguientes requisitos: Poseer alta pureza Ser estable en condiciones de almacenamiento y en el medio ambiente. Ser estable durante el secado Reaccionar con la solución a estandarizar Poseer alta masa molecular La solución sometida a este proceso pasa a denominarse SOLUCIÓN ESTANDARIZADA o de concentración exactamente conocida, misma que puede ser empleada para titular o valorar otra solución.
Volumetría, también llamada valoración química, método químico para medir cuánta cantidad de una disolución se necesita para reaccionar exactamente con otra disolución de concentración y volumen conocidos. Para ello se va añadiendo gota a gota la disolución desconocida o ‘problema’ a la otra disolución (disolución valorada)
desde un recipiente cilíndrico denominado bureta, hasta que la reacción finaliza. Según el tipo de reacción que se produzca, la volumetría será, por ejemplo, volumetría ácido-base, de oxidación-reducción o de precipitación. El final de la reacción suele determinarse a partir del cambio de color de un indicador, como papel de tornasol o una mezcla especial de indicadores denominada indicador universal. Si se prepara una cantidad de ácido o base con una concentración conocida, se puede medir cuánta cantidad de la otra disolución se necesita para completar la reacción de neutralización, y a partir de ello determinar la concentración de dicha disolución. Para determinar cuánto ion cloruro hay en una disolución se emplea una disolución de nitrato de plata de concentración conocida. Cuando la reacción se completa se forma cloruro de plata insoluble, que aparece en el fondo del líquido como un precipitado blanco.
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En 4 tubos de ensayo coloque en cada uno de ellos aproximadamente 5 cc de agua destilada , alcohol etílico, cloroformo y benceno .A continuación coloque
una pequeña porción de cloruro de sodio en cada uno de los tubos de ensayo anteriores , agite y registre sus observaciones En 4 tubos de ensayo coloque en cada uno de ellos aproximadamente 5 cc de agua destilada ,alcohol etílico ,cloroformo y benceno .A continuación coloque aproximadamente entre 2 a 4 gotas de aceite en cada uno de los tubos de ensayo anteriores .Agite y registre sus observaciones -
Con los datos del frasco de HCL concentrado calcule el volumen de este acido necesario para prepara 500 cc de HCL 0.3 M En un vaso de precipitados de 100cc , vierta aproximadamente 50 cc de agua destilada sobre el agua y mediante una pipeta , vierta el volumen de Hcl calculado previamente Si la mezcla es exotérmica espere a que enfrié y viértala en el matraz aforado Con el agua destilada complete hasta el aforo y etiquete el matraz -
Con los datos del frasco de NaOH solido calcule la masa de NaOH necesarios para preparar 500 cc de solución de NaOH 0.2M En un vidrio de reloj, pese esta cantidad , disuelva con agua destilada y espere a que enfrié la mezcla Vierta esta solución en un matraz aforado de 500 cc Enjuague el vaso empleado y el agua de lavado viértala en el matraz aforado Complete hasta el aforo con agua destilada y etiquete el matraz -
Pese aproximadamente 0.15 a 0.20 g. de carbonato de sodio anhidro y coloque cda una de ellas en un matraz Erlenmeyer Disuelva el carbonato de sodio con 50 ccc de agua destilada Añada de 2 a 3 gotas de naranja de metilo a cada solución Llene una bureta de cc con el HCL 0.3 M Añada cuidadosamente el Hcl de la bureta , sobre la solución y registre los cambios ocurridos -
En 3 Matraces Erlenmeyer , mediante una pipeta aforada de 20 cc vierta exactamente 20 cc de la solución de NaOH y 2 gotas de fenolftaleína Utilizar una bureta de 50 cc en la cual se llene la solución de acido clorhídrico preparada Añadir cuidadosamente el HCl estandarizado contenido en la bureta hasta que el indicador cambie de rosado a incoloro Registre el volumen de HCL vertido y titule las dos muestras restantes de NaOH de manera similar
4.
ITEM
MATERIAL
CARACTERÍSTICAS
CANTIDAD
1
Tubos de Ensayo
10
2
Gradilla
1
3
Matraces Erlenmeyer
3
4
Vasos de Precipitados
250 cc
2
5
Vasos de Precipitados
100 cc
1
6
Vidrio de Reloj
7
Pipeta Graduada
10 cc
1
8
Pipeta Aforada
20 cc
1
9
Varilla de vidriio
10
Cepillo
50 cc
1
11
Bureta
500cc
1
12
Matraces Aforados
2
13
Pinza porta Buretas
1
14
Soporte Universal
1
15
Balanza
1
16
Vaso de Precipitados
1
17
Eudiometro
1
18
Pinza con Nuez
1
19
Tubo de
1
20
Termometro de
1
1
1
Item
Reactivo
Caracteristica
1
Agua Destilada
2
Alcohol Etilico
3
Cloruro de Sodio
4
Acido Clorhidrico
p.a.
5
Hidroxido de Potasio
p.a.
6
Carbonato de Sodio
7
Fenolftaleina
8
Naranja de Metilo
9
Clooformo
10
Aceite
11
Benceno
12
Magnesio Metalico
Cantidad
p.a.
Formación de Disoluciones AGUA Se disuelve
Cloruro de Sodio Aceite Forma burbujas No se disuelve
ALCOHOL ETILICO Forma Precipitado
CLOROFORMO Forma Precipitado
No se disuelve Forma burbujas
Se Disuelve
BENCENO Forma cristales de vidrio Se disuelve
Explique por que se forman disoluciones en un caso y en otro no
las disoluciones ocurren en un caso y en otro no por la naturaleza de la sustancia una es polar y la otra apolar a lo cual en ningún momento se combinaran o llegaran a levantar sus enlaces para llegar a mezclarse químicamente
Estandarizacion de la solución de HCL 0.3M N° 1 2 3
Masa de Na2CO3 (g) 0.418 0.2019 0.1549
Pureza de HCl Conc. (%) 37%
Densidad de HCl Conc. (g/cc) 1.14
Volumen de HCL empleado (cc) 20.5 20.5 20.5 Volumen de HCl Conc. (cc) 12.4
Volumen de solución a preparar (cc) 500
Calcule la concentración exacta del HCL para cada prueba Na2Co3+ 2 HCl = 2 NaCl+ H2Co3
Para 1: m Na2CO3 =0.418 g.
v HCl =20.5 cc.
20.5 cc HCL 1000 CC SOL 1.14 g HCL 1mol HCL 500 CC SOL 1 L SOL 1 CC HCL 36.5 g HCL
1.28 mol HCL L SOLUCION
Para 2: m Na2CO3 =0.2019 g. v HCl =20.5 cc. 20.5 cc HCL 1000 CC SOL 1.14 g HCL 1mol HCL 500 CC SOL 1 L SOL 1 CC HCL 36.5 g HCL
1.28 mol HCL L SOLUCION
Para 3: m Na2CO3 =0.1549 g. v HCl =20.5 cc. 20.5 cc HCL 1000 CC SOL 1.14 g HCL 1mol HCL 500 CC SOL 1 L SOL 1 CC HCL 36.5 g HCL
1.28 mol HCL L SOLUCION
Realice el tratamiento estadístico de datos M HCL 1 = 1.28 M HCL 2 = 1.28 M HCL 3 = 1.28 M HCL PROM. = 1.28 molHCL /l M HCL PROM. =0.033molHCL /l n(#de medidas)=3 tα/2 MHCL = M HCL PROM. ± √ tα /2=4.303 M HCL =( 1.28± 2.48) molHCL /l
Estandarización de la solución de NaOH para cada prueba N° 1 2 3
Volumen de NaOH medido (cc) 20 20 20
Volumen de Hcl empleado en la titulación (cc) 8.8 8.6 8.7
Pureza de Volumen de Masa de NaOH NaOH soluc. a preparar a pesar (g) solido (%) (cc) 99% 4.04 500 Calcule la concentración exacta del NaOH para cada prueba HCl + NAOH = NACl + H2O
Para 1: m NaOH =20 g.
v HCl =8.8 cc.
20 g NaOH 1000 cc solucion 1 molNaOH 1 molNaOH 500 cc solucion 1 l solucion 40 gNaOH l solucion Para 2: m NaOH =20 g.
v HCl =8.6cc.
20 g NaOH 1000 cc solucion 1 molNaOH 1 molNaOH 500 cc solucion 1 l solucion 40 gNaOH l solucion Para 3: m NaOH =20 g.
v HCl =8.7 cc.
20 g NaOH 1000 cc solucion 1 molNaOH 1 molNaOH 500 cc solucion 1 l solucion 40 gNaOH l solucion Realice el tratamiento estadístico de datos M NaOH 1 = 1 M NaOH 2 = 1 M NaOH 3 = 1 M NaOH PROM. = 1 molNaOH/l M NaOH PROM. =1 molNaOH /l n(#de medidas)=3 tα/2 M NaOH = M NaOH PROM. ± √ tα /2=4.303 M NaOH =( 1± 2.48) molNaOH /l
Los resultados obtenidos fueron adecuados, y en la experimentación no se tuvo complicaciones En los cálculos de concentracion se obtuvieron errores ,aunque bajos pero igual de importantes . Dejando los errores ,los valores obtenidos experimentalmente son cercanos a los de la bibliografía Podemos concluir que las disoluciones pueden ser medidas con volumetría y que los diferentes indicadores de titulación merecen un cuidado muy elevado ya que al titular el cambio de color ocurre en centesimas CORONEL, LEONARDO. Como resolver problemas de Química Preuniversitaria, 2004 MONTECINOS, EDGAR- MONTECINOS, JOSE. Química General. Prácticas de Laboratorio, 1989 BABOR JOSE - IBARZ, JOSE. Química General Moderna, (1997) ALVAREZ, ALFREDO – VALENZUELA, JULIO – YUJRA, FEDERICO. Practicas de Química General (1986) DOCENTES FACULTAD DE INGENIERIA. Química Curso Prefacultativo (2004). LONGO, FREDERICK. Química General. HARRIS, DANIEL. Análisis Químico Cuantitativo (1992).
