PREPARACIÓN Y ESTANDARIZACIÓN DE DISOLUCIONES MARCO TEÓRICO Las soluciones de una normalidad definida pueden prepararse muy simplemente cuando la sustancia que va a disolverse está disponible en estado estado puro. Se pasa entonces una cantidad equivalente de ella y luego se diluye a un volumen conocido. De esta forma, pueden prepararse soluciones estándar. Esta preparación no directa no es siempre posible; en el caso de sustancias que n pueden obtenerse en forma pura, como la mayor parte de los hidróxidos alcalinos y varios acidos inorgánicos, se preparan soluciones de concentración aproximada conocida y luego se estandariza con un estándar primario. Para preparar una disolución es necesario realizar los cálculos pertinentes para conocer las cantidades que se requieren de cada reactivo, pero este proceso no nos asegura ase gura que la disolución preparada tenga ten ga la concentración deseada, des eada, ya que se pueden cometer diversos errores en la preparación, por lo cual es necesario titularla o valorarla, para conocer su concentración real La estandarización de una solución requiere de un mayor grado de exactitud que una determinación volumétrica ordinaria ya que un error de ella repercutirá en todas las determinaciones que hagamos con esa solución. Normalidad: representa la concentración en equivalentes gramo por litro de solución. El equivalente químico o peso equivalente se calcula dividiendo la masa atómica de la sustancia (cuando se trata de elementos) o la masa molecular, entre el número de equivalentes involucrados en la reacción química correspondiente. N=(eq gramo)/(1 l solución)
eq g=(Masa molecular)/equivalentes
En el punto de equivalencia de la titulación: No.de miliequivalentes de la base=No.de miliequivalentes del ácido Nx=g/((m.e.)(ml)) Donde Nx = normalidad buscada; g = peso de la sustancia pura; m.e. = mili equivalente de la sustancia pura; ml = mililitros empleados de solución cuya normalidad se busca.
OBJETIVOS
Conocer como estandarizar soluciones. Obtener conocimientos prácticos sobre principios de titulación de soluciones. Visualizar la correcta titulación de una solución mediante la apreciación adecuada del viraje de color en las soluciones.
DESARROLLO Materiales y equipo: (imágenes en anexo 1)
Estufa. Balanza analítica. Bureta. Vaso de precipitado. Espátula. Matraz Erlenmeyer. Gotero. Piceta. Soporte universal. Desecador.
Reactivos: (imágenes en anexo 2)
Ácido clorhídrico. Carbonato de sodio. Indicador naranja de metilo. Agua destilada.
Procedimiento. Parte1. En un matraz aforado de 500 ml. perfectamente limpio, agregue aproximadamente 100ml. de agua destilada, agregar 4.2 ml de ácido clorhídrico concentrado, lleve a volumen con agua destilada, tape el matraz y homogenice perfectamente agitando por inversión, finalmente guarde la solución preparada en un frasco limpio y seco. Una vez preparada la disolución de HCl, se continuara con su estandarización Parte 2. La cantidad de Na 2CO3 pesada se pasará a un Erlenmeyer, se disolverá con agua destilada y se añadirán 3 ó 4 gotas del indicador naranja de metilo. La solución incolora adquirirá una coloración amarillenta. El indicador naranja de metilo presenta un pH de viraje de 3,14,4, pasando de rojo a naranja. Técnica de la valoración. La bureta se pasará tres veces con pequeñas cantidades de la disolución de HCl 0.50 N con objeto de arrastrar las gotas de agua que pudiera haber, de no hacerlo así se cometerían errores en la valoración. Una vez preparada la bureta, se añadirá la disolución de HCl 0.10 N y se enrasará a cero. Se dejará caer la disolución de HCl poco a poco sobre el vaso que contiene el carbonato sódico hasta que la disolución tome una coloración pardo-rojiza, anotando en este momento el volumen de disolución de HCl gastado. Si la disolución tomara color rojizo, se habría rebasado el punto de viraje, por lo que el valor obtenido no sería válido.
La valoración se realizará tres veces, calculándose en cada una de ellas la normalidad dela disolución de HCl, para posteriormente realizar la media delos valores obtenidos. El HCl comercial no es una sustancia tipo primario, por lo que debe ser normalizado frente a una sustancia que sí lo sea. Para ello, se prepara una disolución de con concentración próxima a la deseada, y se valora frente a un patrón primario básico, que suele ser el Na2CO3.
DATOS Muestra
Masa de carbonato de sodio (g)
Volumen de HCl (ml)
1
0.5110
19.9
2
0.5205
20.1
3
0.5152
20.1
Promedio
0.5155
20.03
CÁLCULOS Parte 1. Preparación de HCl 0.50 N Realiza los cálculos para obtener los mililitros de HCl que se requieren para preparar 500 ml de ácido clorhídrico a una concentración 0.50 N. Los datos del reactivo son: Masa molecular del HCl = 36.46 g/mol Densidad = 1.17 g/ml Porcentaje de pureza 37.2% Solución 1 N --------------------- 36,46 g/mol de HCl Solución 0.50 N ------------------- x X= (0.50 N)(36.46 g/mol)/1 N = 18.23 g/mol de HCl En 1000 ml ----------------------- 18.23 g de HCl En 500 ml --------------------- x X=(500 ml)(18.23 g)/ 1000 ml = 9.115 g de HCl Volumen de 100 g de HCl concentrado = 100g/1.17 g/ml = 85.47 ml Si 37.2 g de HCl ------------------------- en 85,47 ml Entonces 9.115 g de HCl ------------------------ x X= (9.115g)(85.47ml)/37.2g = 20.942 ml
Parte 2. Realiza los cálculos necesarios para determinar la normalidad real del HCl Con carbonato de sodio puro y seco se determina la normalidad de una solución de ácido clorhídrico, obteniéndose los siguientes datos: Peso de carbonato de sodio empleado……………………………..0.5110g
Volumen de la solución ácida requerida Para neutralizar el carbonato………………………………………...19.9ml
El peso equivalente del carbonato de sodio es la mitad de su peso molecular, Na2CO3/2= 106/2 =53 Puesto que el ácido carbónico tiene dos átomos de hidrogeno substituidos por dos átomos de sodio, es decir, se trata de un ácido dibasico. El miliequivalentes del carbonato de sodio es 0.053g ósea la cantidad correspondiente a 1ml de solución normal. Entonces si 0.053g equivalen a 1ml, la cantidad de Na2CO3 pesada para la titulación, en nuestro ejemplo 0.5110g equivaldrán a equis mililitros normales. Estos a su vez corresponden a los 19.9 ml de la solución ácida de normalidad NX luego tenemos: 0.5110/0.053=9.641ml Normales = 19.9 Nx De donde Nx=9.641/19.9= 0.4844 Que es la normalidad y se expresa por 0.04844 N (aplicado a la muestra 1) Promediando las los datos de las 3 muestras obtenidas se tiene. Peso de carbonato de sodio empleado……………………………..0.5155g Volumen de la solución ácida requerida Para neutralizar el carbonato………………………………………...20.03ml Na2CO3/2= 106/2 =53 0.5155/0.053=9.726ml Normales = 20.03 Nx De donde Nx=9.726/20.03 = 0.4855 Que es la normalidad real y se expresa por 0.04855 N
CONCLUSIONES La preparación y estandarización de disoluciones es un proceso químico el cual nos aporta el fundamento de conocer o formular disoluciones de interés, conocer la normalidad o molaridad de ciertos compuestos químicos, en base a la literatura en el punto de equivalencia de la titulación mediante cálculos nos ofrece la normalidad real de cierto compuesto en base a su volumen, el pacido clorhídrico es un ácido fuerte con los cual al mezclarse con el carbonato de sodio sufre en si una neutralización con lo cual se observa o manifieste en la interacción con el colorante, el vire de color nos indica este fenómeno. Dentro de la práctica es importante realizar una buena titulación teniendo especial cuidado en el vire de color de la disolución ya que un color muy fuerte o muy ligero nos ofrecen datos no muy confiables de los cuales al realizar cálculos de la normalidad no serían confiables los datos obtenidos. BIBLIOGRAFIAS
1. Skoog, D. y Vest, D. (1986). Introducción a la química analítica. España. Reverté. Disponible en: https://books.google.com.mx/books?hl=es&lr=&id=HYxVZlYkkMC&oi=fnd&pg=PR5&dq=importancia+qu%C3%ADmica+anal%C3%ADtica&ot s=feGy8Ir-Q_&sig=61DdD2XNwkHwWe1SFeuDE2dbqE#v=onepage&q=importancia%20qu%C3%ADmi ca%20anal%C3%ADtica&f=false. Consulta: 13/10/16. 2. Volumetría. Disponible: http://www.monografias.com/trabajos93/volumetriaejercicios/volumetria-ejercicios.shtml. Consulta: 13/10/16.
ANEXO 1 Materiales y equipo
Balanza Estufa.
Bureta.
analítica.
Espátula
Vaso de
Matraz
precipitado
Erlenmeyer
Soporte Gotero
Desecador
ANEXO 2 Reactivos. Ácido clorhídrico
universal
Carbonato de sodio
Naranja de metilo
