PORTADA Universidad Nacional Autónoma de México
Ingeniería en computación
Título de la práctica: Preparación y conductividad de disoluciones
Nombre de los integrantes:
- Díaz Maldonado Rodrigo - Gutiérrez Montes de Oca Pedro Alan - Orozco Ramos Alberto Josué - Rodríguez Reyes Alexis Alejandro - Tenorio Vargas Luis Erik
Fecha de elaboración: Martes, 11 de octubre de 2011
Fecha de envío: Sábado, 15 de octubre de 2011
Contenido Mapa conceptual lectura previa ................................................................................................... 3 Diagrama de Flujo del procedimiento del Laboratorio ................................................................. 4 Hoja de datos registrados en el laboratorio.................................................................................. 5 Resumen........................................................................................................................................ 5 Introducción .................................................................................................................................. 6 Resultados y observaciones del experimento ............................................................................... 8 Cálculos ......................................................................................................................................... 8 Conclusiones ............................................................................................................................... 10 Bibliografía .................................................................................................................................. 11
Mapa conceptual lectura previa
Diagrama de Flujo del procedimiento del Laboratorio PREPARACIÓN Y CONDUCTIVIDAD DE DISOLUCIONES
El profesor verificará que los alumnos posean los conocimientos teóricos necesarios para la realización de la práctica y dará las recomendaciones necesarias para el uso del equipo.
Actividad 1 Preparación de la disolución
Pese con cuidado en un vaso de precipitados 1 [g] de soluto y disuélvalo en 50 [ml] de agua destilada
Trasvase la disolución a un matraz volumétrico de 100 [ml], mediante un embudo y lave varias veces el vaso y el embudo auxiliándose de una piseta. Asegúrese de no dejar nada de reactivo en el vaso de precipitados.
Complete con agua hasta la marca del aforo; tape el matraz y mezcle perfectamente la disolución. La disolución así preparada es la disolución 1.
Trasvase la disolución a un vaso de precipitados previamente etiquetado
Actividad 2
Vierta cada una de las cuatro disoluciones preparadas en esta actividad en vasos de precipitados etiquetados. Tenga mucho cuidado de no mezclar las disoluciones, ya que se producirían resultados erróneos
Repita el paso 1 y 2 empleando matraces volumétricos de las capacidades siguientes: 100, 50 y 25 [ml].
Complete con agua hasta la marca del aforo y mezcle perfectamente la disolución
De la disolución 1 tome 5 [ml] con la pipeta volumétrica y viértalos en el matraz volumétrico de 250 [ml].
Actividad 3
Actividad 4
Toma de lecturas
La calibración del conductímetro la realizará el personal autorizado.
El alumno llevará al cabo los pasos siguientes: a) Encienda el conductímetro y sumerja el electrodo en la disolución que va a analizar. Mueva el electrodo de arriba hacia abajo para desalojar las burbujas de aire que hayan quedado atrapadas procurando que el nivel del líquido se encuentre al menos 1 [mm] arriba de los orificios del electrodo. b) Seleccione el rango más adecuado de acuerdo con las instrucciones del profesor y tome la lectura de conductividad en *μS·cm-1]. Si toma la lectura en la escala de 20 K, debe multiplicar el valor que indique la pantalla por 1000. Si utiliza la escala de 200 o de 2 K, la lectura es directa. c) Después de cada medición retire y enjuague el electrodo
El profesor indicará el procedimiento a seguir para el análisis de los resultados, desde la organización de los mismos en tablas, hasta el posible tratamiento matemático de los datos.
Actividad 5
Hoja de datos registrados en el laboratorio
Resumen Para esta práctica, se tuvo por objetivo el determinar cómo afecta la concentración de soluto en una disolución (en este caso, iónica), en el rubro de conducción eléctrica. Por otra parte, se pretende también determinar la concentración de soluto presente en la disolución tras diversas muestras con diferente volumen de concentración; es decir, variando la cantidad de disolución final. Se puede notar que la conductividad, como es de pensarse, disminuye a menor concentración de soluto; sin embargo, también podemos determinar la eficiencia del soluto como conductor eléctrico.
Introducción Una disolución (o también denominada “solución”)
es una mezcla
homogeneizada, a nivel molecular o iónico, de dos o más sustancias que no reaccionan entre sí. En la Naturaleza se pueden observar disoluciones. En química, existe una relación entre dos sustancias que generan dicha disolución, que son:
Soluto: Es la sustancia que se va a agregar al disolvente, que va a ser generalmente un sólido (aunque también puede ser un líquido o un gas) y que se homogeneizará al entrar en contacto con el disolvente.
Disolvente: Es la sustancia a la cual se le agregará el soluto. Generalmente es un líquido (aunque también puede presentarse en otro estado de agregación) y se encuentra en mayor proporción en la disolución.
Cabe aclarar que no se puede agregar una cantidad excedente de soluto a la disolución; en todo caso, si se presentara un exceso de soluto con relación al disolvente, se satura la disolución; esto quiere decir que el excedente de soluto se precipitará al fondo del recipiente y no se disolverá. Sin embargo, es posible determinar la cantidad de soluto que se puede disolver con respecto a su solubilidad. La solubilidad nos indica la cantidad de soluto que se disolverá en determinado disolvente. La solubilidad no es la misma para todo soluto ni para todo disolvente; es decir, cada soluto tiene diferente solubilidad con respecto a diferentes disolventes. Esta propiedad puede variar con respecto a la temperatura, la presión a las sustancias en suspensión en el disolvente. Existen diversas maneras de categorizar la disolución, dependiendo de cómo se relacionen entre sí el soluto y el disolvente:
Por el tamaño de las partículas inmersas de soluto en la disolución: o Dispersiones, suspensiones o falsas disoluciones: Cuando el tamaño de las partículas excede de 0.1 [µm].
o Dispersoides, coloides o disoluciones coloidales: Cuando el tamaño de las partículas de soluto oscila entre 0.1[µm] y 0.001[µm]. o Dispérsidos o disoluciones verdaderas: Cuando el tamaño de las partículas de soluto es inferior a 0.001[µm]. De éstos se pueden distinguir:
Condensaciones moleculares: Cuando las partículas son un cúmulo de moléculas
Moleculares: Cuando cada partícula de soluto consta de una molécula del mismo.
Iónicas: Cuando las partículas de soluto son fracciones de molécula con carga eléctrica.
Atómicas: Cuando las partículas de soluto son átomos del mismo.
Relación cualitativa: No depende de números, es simplemente observable a irrefutable que la disolución se encuentra en un cierto punto. Existen, por lo tanto, puntos de criterio, y son: o Diluidos: Si la cantidad de soluto es mínima con respecto a la de disolvente. No se parecía un cambio observable y generalmente la disolución es homogénea. o Concentrados: Cuando el soluto alcanza la solubilidad máxima y no se puede disolver más (aún por medios mecánicos, solo por cambios de temperatura y/o presión). Se pueden apreciar unas trazas de soluto precipitadas en el vaso. o Altamente concentrados: Cuando el soluto excede su solubilidad en el disolvente y tiende a precipitarse al fondo del recipiente. La disolución luce heterogénea.
o
Relación cuantitativa: Se basa en cálculos matemáticos. Define la relación como un cociente soluto/disolvente. Dicha relación puede ser entre masas (% m/m), de volúmenes (% V/V), la molaridad ([mol]/[L]), la molalidad ([mol]/[Kg]), la fracción molar, la formalidad, la normalidad y la fracción de masa, entre otras relaciones más.
Resultados y observaciones del experimento
Para el progreso del experimento, se prepararon diversas disoluciones con NaCH3COO a diferentes concentraciones. Posteriormente, se procedió a determinar la conductividad eléctrica de las mismas, con el fin de determina qué tan buen conductor es el soluto propuesto a determinadas concentraciones en una disolución. Para efectos comparativos, también se midieron otros solutos inmersos por parte de otros equipos y la idea fue comparar la conductividad de cada soluto. En los resultados se verá cuál resultó ser el mejor conductor.
Cálculos Fórmula Moles de sustancia [mol] en 1[g] n = m/MM
MgSO47H2O
0.004065041
NaCH3COO
CuSO45H2O (NH4)2SO4
0.012195122 0.00400802 0.00757576 0.017094017
m= masa [g] MM= masa molecular [g]/[mol] n= Número de moles [mol] V=Volumen de disolución [L]
Compuesto NaCH3COO MgSO47H2O CuSO45H2O (NH4)2SO4 NaCl
Compuesto NaCH3COO MgSO47H2O CuSO45H2O (NH4)2SO4 NaCl
NaCl
Molaridad a diferentes concentraciones [M] (M1V1=M2V2) Muestra madre A 25[mL] A 50[mL] A 100[mL] 0.12195122 0.02439024 0.01219512 0.006097561 0.040650407 0.00813008 0.00406504 0.00203252 0.04008016 0.00801603 0.00400802 0.002004008 0.007575758 0.00151515 0.00075758 0.000378788 0.017094017 0.0034188 0.0017094 0.000854701 Conductividad eléctrica [µS]/[cm] (Directa) Muestra madre A 25[mL] A 50[mL] A 100[mL] 3920 1125 604 292 3080 540 470 270 2370 1004 518 405 7590 2570 1480 1100 12400 3080 1460 930
A 250[mL] 0.002439024 0.000813008 0.000801603 0.000151515 0.00034188
A 250[mL] 145.7 90 196 490 530
Para un modelo matemático y=mx+b: C.E.[µS]/[cm]= y Molaridad [M]=x Compuesto NaCH3COO MgSO47H2O CuSO45H2O (NH4)2SO4 NaCl
Para Pendiente ([µS]/[cm])/[M] O. al origen [M]
∑y 6086.7 4450 4493 13230 18400
NaCH3COO 30924.98699 183.99
∑x 0.16707317 0.05569106 0.05490982 0.01037879 0.0234188
MgSO47H2O
∑(xy) 514.989512 132.126016 106.082966 63.0060606 225.967521
∑(x²) 0.015658834 0.00173987 0.001691399 6.04281E-05 0.000307663
CuSO45H2O (NH4)2SO4
73743.35641 52133.3926 68.63 326.07
Puntos dispersos de resultados directos:
(∑x)² 0.027913444 0.003101494 0.003015088 0.000107719 0.00054844
NaCl
914091.08 706080.5957 748.56 372.88
Rectas con valores de conductividad ajustados al modelo, en comparación con los puntos obtenidos:
Conclusiones Se esperaba que NaCl (sal común) tuviera mayor conductividad; sin embargo, se comprobó que es el (NH4)2SO4 el que posee la mayor conductividad. Se llega también a la conclusión de que el peor conductor es el NaCH3COO, con la menor pendiente al ordenar y ajustar los valores para el modelo matemático.
Se puede apreciar también que, aunque todas las utilizadas fueron sales, existe diferencia en cuanto a la concentración presente para cada disolución, lo que indica que probablemente el carácter iónico porcentual influye de sobremanera a la hora de diluirse en agua y a la hora también de la conducción de electricidad, como electrodos.
Bibliografía 1. Morcillo, Jesús. Temas básicos de química. España, 1989. Alhambra Universidad. 2. Martínez, Susana. Física y química aplicadas a la informática. México, 2006. Editorial Thomson. 3. Díaz, Mateo (et al). Química física. México, 1989. Editorial Alhambra.
