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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD: Ingeniería Química y Te!i" CURSO: La#$ra!$ri$ %e &uímica I' QU11(' A CICLO: 1 )ERIODO ACADE*ICO: +,1-'II CATEDR.TICOS: CA TEDR.TICOS: Ing/ 0i"man eni!e2 *i!ma Ing/ Tar2i"a Tue2!a C345e6 Ing/ 7$28 )8re6 Ga"5e6
N° de Informe: 9 TE*A:
Nota del informe AGUAS9 SOLUCIONES COLOIDES
GRU)O: ' Amaring$ I!$9 Da5i% ;iy$23i <+,1-1=,>C? ' u3e6$ C$n%$ri9 7uan Car"$2 ' @uer!a *a2"ucan 9 *anue"
Fecha de realizació realización n de la práctica:12/11/15 práctica:12/11/15 Fecha de presentación del informe: 19/11/15
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LA!"A#!"I! N° 9 $%I&I'A I A(%A)* )!L%'I!N+) , '!L!I-+) IN-I'+ I. Objetivo
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II. Fundamento teórico
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III. Parte experimental ● Experiencia I: PREPARAI!" #E $O%&I!"E$ '. Preparación de ()g de *olución de "al +,- molal
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. Preparación de '++ml de *olución de "aO/ 01
pág.
● Experiencia II: O%OI#E$ 2 PROPIE#A#E$ '. Preparación de un coloide
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● Experiencia III: $O%&IO"E$. PROPIE#A#E$ O%I3A4I5A$ '. Ebullo*copia
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. rio*copia
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● Experiencia I5: A3&A PO4A6%E '. Identi7icación de ión *ul7ato
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. Identi7icación de ión loruro
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(. Identi7icación de ión 1agne*io
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). Identi7icación de ión alcio
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I5. 6ibliogra78a .
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A(%A)* )!L%'I!N+) , '!L!I-+)
I. !+#I0! II. F%N-A&+N#! #+"I'! III. A"#+ +3+"I&+N#AL 4 +periencia I: "+A"A'IN -+ )!L%'IN+) 1.1. reparar 678 de solción de Na'l *; molal a. O69E4I5O E$PEFIO Aprender la preparación de *olucione* ba*ándo*e en el pe*o de lo* componente*, como e* el ca*o de la molalidad, ;ue e* una 7orma de expre*ar la concentración. b. O6$ER5AIO"E$: < Al preparar la *olución *e nota ;ue no produce calor, *ino al contrario < Inicialmente la *al *e di*uelve 7ácilmente, pero luego re;uiere ;ue *e remueva el l8;uido c. E&AIO"E$ =&1IA$: El proce*o de di*olución del "al en agua, *e puede repre*entar por: "al >*? <ac? l< >ac? #/ *oln B ),+ C9 d. FI3&RA$ #IA3RA1A$ 2DO 3RFIO$
e. %&%O$ 2 RE$&%4A#O$ #A4O$: $oluto: "al $olvente: /O mB molalidadB +,- molDg g*olución B ma*a de *olución B ()gm ´ M $to B 1a*a molar B G-,Ggm %&%O$: < %a ma*a del *olvente e*tar8a dado por: g$to g$te B g$ción
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g$te B g$ción < g$to < %a molalidad viene dado :
gSte = 34 - gSto n sto
m B g ste( Kg)
< El nHmero de mole* de *oluto >n *to? g sto
n*to B M ´ n*to B < %a ma*a del *olvente en g >g *te?:
gSte = 34 − g sto
< Reemplaando en la 7órmula de molalidad: gsto
+,-molDgB
58,5 34 − gsto
B
1000 . gsto
( 58,5 )( 34 −g sto)
1000
'GJ', K )0,-g*to B '+++ g *to
g*toB ',Ggm < %a ma*a de *olvente *er8a: gSte = 34 - gSto = 34 – 1,52
gSte = 32,48gm 7. O"%&$IO"E$: < %a molalidad e* meno* empleada ;ue la molaridad pero igual de importante. < %a principal ventaja de e*te mLtodo de medida re*pecto a la molaridad e* ;ue como el volumen de una di*olución depende de la temperatura M de la pre*ión, cuando e*tá* cambian, el volumen cambia con ella*, pero como la molalidad no e*tá en 7unción del volumen, e* independiente de la temperatura M la pre*ión, M puede medir*e con maMor preci*ión. < 4ener en cuenta ;ue *i en una di*olución *e u*a agua de caNo, L*ta contiene cantidade* de otra* *u*tancia* ;u8mica* < El proce*o de di*olución del loruro de $odio en agua re;uiere energ8a >por
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e*o re;uiere remover*e?, Ma ;ue deben *eparar*e el "a M el l < ;ue *e encuentran unido* por 7uera* electro*tática* en el cri*tal M po*teriormente *olvatar*e en el *olvente ;uedando al e*tado de ione* en la *olución. < uando un proce*o ;u8mico ab*orbe calor, como en el ca*o de la di*olución del "al, *e dice ;ue e* endotLrmico >#/ po*itiva? M cuando *e de*prende calor *e llama exotLrmico >#/ negativa?. < En el ca*o del loruro de $odio, el calor de di*olución e* relativamente bajo M por lo tanto no en7r8a drá*ticamente la mecla "al < /ielo, pero la mantiene per7ectamente por debajo de +, alrededor de <'+ < Tener en cuenta de que el punto de saturación de la sal en el agua es de un 26,5 por ciento en peso a temperatura ambiente, por lo que no se puede hacer una solución de cloruro de sodio más concentrada que esa, pues el exceso se queda sin disolver
1.2. reparar 1ml de solción de Na!< =& a. O69E4I5O E$PEFIO Aprender *obre la preparación de di*olucione* en donde la di*olución *e repre*enta en 7orma l8;uida >en lt?, en donde al *er el agua el di*olvente ma* u*ado M al *er L*te l8;uido 7acilita la preparación M lo* cálculo*. b. O6$ER5AIO"E$ < Al agregar el "aO/ al agua la temperatura aumenta debido a ;ue *e trata de una reacción exotLrmica. < Al entrar en contacto la* *u*tancia* de la reacción *e ob*erva ;ue cambia de incoloro a blan;uecina, luego de cierto tiempo M de agitación de la *olución L*ta vuelve a *u color inicial < &na ve aNadido todo el "aO/ *e debe bajar la temperatura Qa*ta la ;ue indica el in*trumento >una 7iola a +? ;ue u*aremo* para completar con agua lo* '++ml de di*olución a preparar c. FI3&RA$ #IA3RA1A$ 2DO 3RFIO$
d. %&%O$ 2 RE$&%4A#O$ #A4O$: $oluto: "aO/ $olvente: /O 1 B 01 5*cion B '++ml %&%O$: < /allando lo* mole* de *oluto: nsto
1 B V scion
P á g i n a | 0,1 <¿
n sto
01 B
n sto
¿
B
< /allando la ma*a de *oluto: g sto
n*to B M ´
B
+,0mole* B
gsto
g sto 40
g sto 40
B )gm
7. O"%&$IO"E$: < %a reacción de "aO/ en contacto con el agua e* exotLrmica < $e ob*erva experimentalmente ;ue al agregar un *oluto como el "aO/ en una *olución *e puede modi7icar tanto *u punto de ebullición M congelación. < $e debe agregar poco a poco el *oluto para evitar reaccione* violenta* con elevacione* de temperatura < $e debe u*ar 7inalmente una 7iola para completar la di*olución con agua, pue* L*te in*trumento tiene por 7inalidad la medición de volHmene* en 7orma exacta < $e debe bajar la temperatura de la di*olución ante* de u*ar la 7iola pue* la medida para *er preci*a debe e*tar a la temperatura *eNalada en el in*trumento < %a 7iola debe e*tar limpia para evitar contaminacione*
4 +periencia II: '!L!I-+) , "!I+-A-+) 2.1. reparación de n coloide a. O69E4I5O E$PEFIO < Experimentar en la preparación de coloide*, lo* coagulante* M la* condicione* nece*aria* para *u preparación < Experimentar con el e7ecto 4Mndall para demo*trar la exi*tencia de un coloide b. O6$ER5AIO"E$ 4ubo A /O >'+ml? Fel(>)gta*?
4ubo 6 / O >'+ml?
∆ →
Fel(>)gta*?
olor Amarillo claro olor marrón rojio
%u no atravie*a %u atravie*a
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c. E&AIO"E$ =&1IA$: El catión Fe>(? e* un ácido M en agua reacciona 7ormando gradualmente Qidróxido 7Lrrico Fe>(? /O B@ Fe>O/?>? / Fe>O/?>? /O B@ Fe>O/?>? / Fe>O/?>? /O B@ Fe>O/?( / El Fel( e* una *al de ba*e dLbil ;ue Qidrolia con agua, 7ormando Qidróxido 7Lrrico in*oluble. El producto en *olución debe mantener*e con cierta cantidad de acide libre >aproximadamente +,GS? como /l para prevenir la 7ormación de precipitado. Fel( (/O
→
Fe>O/?( >coloide? (/l
c. FI3&RA$ #IA3RA1A$ 2DO 3RFIO$
4ubo A /O Fel (
4ubo 6 /O calor Fel ( d. O"%&$IO"E$ < %a *olución acuo*a del Fel ( *e pre*enta inicialmente en 7orma de un l8;uido vi*co*o de color ca7L o*curo. < Al aNadir*e L*ta *olución al tubo A *e tiNe el agua de amarillo claro, concluMLndo*e ;ue *olamente a ocurrido una dilución, e* decir *e a di*uelto la *u*tancia en má* l8;uido. < Al calentar el agua M ecQar el Fel ( la *u*tancia *e torna marrón rojia >a pe*ar de tener la mi*ma cantidad de *u*tancia? e*to e* producto de la 7ormación de un *ol de Fe>O/? (, el *ol e* un e*tado de un coloide má* 7luido >má* TdiluidoU? M en donde la 7a*e di*per*a e* un *ólido M la di*per*ante un l8;uido.
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< El aumento de la temperatura favoree la !idr"li#i# $ por lo tanto la formai"n del oloide - Efeto %$ndall on el tu&o ' ( 'l inidir el ra$o lá#er del puntero #o&re el tu&o ' , )#te no puede ver#e a trav)# del tu&o *no lo atravie#a+, e#to #e de&e a ue el e# una #u#tania !omog)nea, por lo tanto la lu del lá#er no #e di#per#a
< E7ecto 4Mndall con el tubo 6 : Al incidir el raMo lá*er del puntero *obre el tubo con el coloide, podemo* ob*ervar el camino ;ue *igue el raMo lá*er a travL* del tubo. %a cau*a por la ;ue *e produce la di*per*ión e* ;ue el 8ndice de re7racción di*minuMe cuando aumenta la longitud de onda, de modo ;ue la* longitude* de onda má* larga* >roja*? *e de*v8an meno* ;ue la* corta* >aul?
4 +periencia III: )!L%'I!N+). "!I+-A-+) '!LI(A#I0A) 6.1. +>lloscopia a. O69E4I5O E$PEFIO #emo*trar la elevación de la temperatura de ebullición del agua al aNadir*e un *oluto no volátil M iónico b. O6$ER5AIO"E$ El calentamiento debe *er moderado para poder medir la temperatura de ebullición en ambo* ca*o* de manera má* exacta po*ible c. E&AIO"E$ =&1IA$ "al /O → "aO/ /l d. FI3&RA$ #IA3RA1A$ 2DO 3RFIO$
d. %&%O$ 2 RE$&%4A#O$ #A4O$: $olución a preparar: $olución de cloruro de *odio >"al? +,- 1 $olvente: Agua $oluto: "al 1ue*tra $olvente puro: Agua $olución: "al oncentración: +,-1
4emperatura de ebullición J-.G JJ.-
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$egHn la 7ormula: ',( ∆
4 b B 4 b < 4 bV
4 bV B Punto de ebullición del di*olvente puro 4 b B Punto de ebullición de la di*olución ∆ 4 B i m b b m
B molalidad de la di*olución B +,- 1 b B con*tante molal de la elevación del punto de ebullición > oDm? B +,G >Agua? i B Factor i de vant /o77B >"a M l
4 eb B 4eb "al < 4eb agua B i . b m ∆
4 eb B >?>+,G?>+,-?
∆ ? Enla experiencia se obtuvo un ∆
° 4 eb B JJ.- < J-.G B ',(
alculando el S de error: ( Valor medido )−( Valor real) ( 1,3− 0,832) x '++ B x S de error B Valor real 0,832
'++ de error ? 5=*25 . e. O"%&$IO"E$ < on L*ta experiencia *e comprueba ;ue al aNadir un *oluto *oluble el punto de ebullición de la *olución aumenta con re*pecto al *olvente puro < E*ta experiencia demue*tra ;ue el aNadido de un *oluto inter7iere en el normal movimiento de la* molLcula* del *olvente
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< %a elevación del punto de ebullición, e* una de la* propiedade* coligativa* ;ue depende de la concentración de la* part8cula* de *oluto M no de *u identidad
6. 2. 'rioscopia a. O69E4I5O E$PEFIO álculo del pe*o molecular del *oluto de una di*olución mediante el mLtodo de de*cen*o de punto de congelación o mLtodo crio*cópico e. %&%O$ 2 RE$&%4A#O$ #A4O$:
)stancia )olCente: "a7taleno )olto: #e*conocido
&asa @8B -,+ ,+
&estra )olCente: "a7taleno )olción:
#emperatra de solidificación JG 0) ∆
4 B 4*p K 4d
47 p B Punto de congelación del *olvente puro B JG 47 c B Punto de congelación de la di*olución B 0) ∆
∆
∆
4 B >JG K 0)? ∆ 4 B ('
4 B i c* m
WWW>'?
4 B #e*cen*o del punto de congelación B ('
m B molalidad de la di*olución B X < Por de7inición de molalidad: m B
< omo: mole* de *oluto B
molesde soluto masade solvente ( Kg )
masa de soluto peso molecular
B
W s
´ M
..W.>?
WW..>(?
P á g i n a | 11 W sto
< Reemplaando >(? en >?: m B
´ sto M W ste
x '+++
→
W sto x 1000
m B M ´ sto x W ste
WW.
>)? < Reemplaando >)? en >'?: ∆
4 B i. c* .
W sto x 1000
´ sto x W ste M
< /allando la ma*a molar: ´ M sto
B
i .K cs .W sto . 1000 W ste . ∆T
< #onde : ´ M sto
B ma*a molar B X
i B Factor de van /o77 B ' c* B on*tante crio*copica del *olvente >na7taleno?B 0,J .Cg.mol<' Y*to B ma*a de *oluto B g Y*te B ma*a de *olvente B - g ∆
4 B #e*cen*o del punto de congelación B ('
< Reemplaando: ´ M sto
B
( 1 )( 6,9)( 2 )( 1000 ) ( 8 )( 31)
´ M sto →
= 55,/5g0mol
7. O"%&$IO"E$ < $e Qa logrado demo*trar ;ue al aNadir un *oluto a un *olvente, L*te no *olidi7ica como cuando e*tá puro, *ino a una menor temperaturaZ di*minuMe *u punto de 7u*ión >de*cen*o crio*cópico?. < $e concluMe en con*ecuencia ;ue la* molLcula* de *oluto impiden ;ue *e unan entre *8 la* del l8;uido, interponiLndo*e entre ella* M Qaciendo ;ue el punto de congelación di*minuMa, L*ta di*minución e* proporcional a la concentración molecular de la *u*tancia di*uelta >propiedad coligativa?
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< En con*ecuencia e* po*ible calcular la ma*a molar de la *u*tancia di*uelta teniendo en cuenta la di*minución del punto de congelación producida cuando un pe*o conocido de *u*tancia di*uelta en un pe*o conocido de *u*tancia e* di*uelta en un pe*o conocido de *olvente < %a con*tante crio*cópica c, depende exclu*ivamente de la* caracter8*tica* o propiedade* 7i*ico;u8mica* del *olvente < E* importante ;ue el *oluto no *e di*ocie, de manera ;ue el nHmero de molLcula* de *oluto en la *olución *ea igual al nHmero de molLcula* aNadida*, ca*o contrario *e in*erta el 7actor de van /o77 >i? < el mLtodo crio*cópico e* *ati*7actorio para di*olucione* ;ue contendan *oluto* volátile*, tale* como el alcoQol Ma ;ue el punto de congelación de una di*olución depende *ólo de la pre*ión de vapor del *olvente. E*te mpetodo e* 7acil de aplicar M conduce a re*ultado* de gran exactitud para di*olucione* de molLcula* pe;ueNa* o de baja ma*a molar < El de*cen*o crio*cópico depende de la concentración de *oluto M del tipo de *olvente utiliado < uando aumenta la concentración del *ovente dentro del *oluto, el tiempo tran*currido para ;ue alcance la temperatura de congelación tendrá ;ue *er maMor < $e cumple ;ue al di*minuir el punto de congelación aumenta la temperatura de ebullición
I-+N#IFI'A'IN -+ I!N+) +N +L A(%A !#AL+ I!" >$O)?<
Ca
E&AIO"E$ =&1IA$:
++¿
Mg
¿ ¿
+¿
+¿
Na K
¿ ¿ ¿ ¿ ¿
FI3&RA$
++¿
¿
+¿
>$O)?< 6al
H →
¿
6a>$O)?
P á g i n a | 1= Ca
++¿
Mg
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¿ ¿ +¿
+¿
Na K ¿ ¿ ¿ ¿ ¿
¿
l
l[>ac? Ag"O(>ac? → "O( [>ac? Agl \ >pp l<'
blanco? Agl \ "/) O/
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Ag"/( l
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H
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>"/)?O) al
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1g >"/)?/PO)
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1g>"/)? PO)
I-+N#IFI'A'IN -+ I!N+) +N +L A(%A !#AL+ I!N !)+"0A'I!N+) '!N'L%)I!N+) >$O)? < #e*puL* de aNadir ( gota* de /l < %a pre*encia del /l, e* para darle < al agua no *e ob*ervó ningHn un carácter ácido a la *olución M. cambio < %a *olución toma un color < #e*puL* de agregar el 6al *e nota blan;uecino debido a la precipitación ;ue la *olución toma un color del 6a>$O)? blan;uecino debido a la 7ormación < on L*te experimento *e comprueba de 6a$O) la pre*encia del ión *ul7ato < %uego de agregar (ml de agua tiende a recuperar *u coloración
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<'
l
a
1g
anterior < #e*puL* de aNadir gota* de /"O ( al agua no *e nota cambio alguno < #e*puL* de agregar gota* de Ag"O( el *i*tema *e vuelve blanco M 7orma precipitado del mi*mo color < &na ve agregado el "/ ) O/ *e ob*ervan 7a*e*, una l8;uida incolora M un precipitado blanco
< &na ve agregado el "/ )O/ permanece incoloro, e* decir *in cambio* < %uego de agregar gota* de >"/ )? O) *e 7orman 7a*e*, una blanca en la parte *uperior M otra incolora en la in7erior, 7ormándo*e ademá* un precipitado blanco en e*a parte < #e*puL* de agregar gota* de >"/)? O( *e ob*erva una m8nima tendencia blan;uecina < #e*puL* de llevar la *olución a la centri7ugadora *e ob*ervó un precipitado blanco < #e*puL* de agregar gota* de "a /PO) *e ob*erva tambiLn un precipitado blanco
I0. ILI!("AFDA 1. 6ro]n, /.E. %e 1aM 9r. =u8mica, la ciencia central Editorial Prentice /all -a edición 2. Petrucci, /ar]oodZ =u8mica generalZ Editorial Prentice /all -a edición 6. YQiten, 3urleM #avi*Z
< El /"O( le brinda a la di*olución un carácter ácido, nece*ario para la reacción < Al aNadir Ag"O( *e 7orma el precipitado de color blanco de Agl < Al entrar en contacto con el "/ ) O/ *e 7ormó el Ag"/( ;ue e* la 7a*e incolora ;ue *e ob*erva al 7inal del proce*o < %a experiencia demue*tra la pre*encia del ión cloruro < El "/( proporciona acide al medio < %a 7a*e incolora e* la de "/ )l M el precipitado e* el oxalato de calcio >aO)? < El experimento demue*tra la pre*encia del ión calcio < %a pre*encia del >"/ ) ? O( e* para darle el medio alcalino la cual mantendrá la concentración de PO )<( adecuada para tal reacción dado ;ue el /(PO) e* dLbil M en medio ácido e*tar8a muM poco di*ociado < %a pre*encia de *ale* de amonio e* nece*aria para regular el p/, dado ;ue *i L*te 7ue*e muM elevado el 1g precipitar8a como Qidróxido < on L*ta reacción ;ueda demo*trado la pre*encia del ión magne*io
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Editorial 1c 3ra] /ill -a edición E F&E"4E$ E%E4R!"IA$: '. 3uiNe 6oo, E.Z 9ulio +'' Obtención de *i*tema* coloidale* di*per*o* Qttp*:DD]]].*cribd.comDdocD'++(+)'++DIn7orme
