Prácticas de Laboratorio Química General QMC 181
PRÁCTICA
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Preparación de Soluciones. I. OBJETIVOS. El alumno: 1. Determinará las cantidades de soluto a pesar para preparar las soluciones propuestas. 2. Preparará las soluciones siguiendo los procedimientos establecidos. 3. Preparará diluciones a partir de soluciones más concentrad c oncentradas. as. 4. Diferenciará las distintas maneras de expresar la concentración de una solución.
II. INTRODUCCIÓN. Las soluciones son comunes en la naturaleza y de suma importancia en todos los procesos vitales, áreas científicas y diversos procesos industrialesLas soluciones constan de un disolvente o uno o más solutos, cuyas propiedades varían de una a otra solución. En contraste, una sustancia pura tiene composición constante. El disolvente es el medio en el cual los solutos se disuelven. Las soluciones moleculares son sistemas en los que las moléculas de la sustancia dispersa se hallan íntimamente mezcladas con las que constituyen el medio de dispersión, en ello radica precisamente precisamente su homogeneidad. Cuando la concentración de la solución va creciendo a medida que continúa el proceso de disolución, llega por fin un momento en que, en la unidad de tiempo, el numero de moléculas que vuelven a la superficie del sólido en disolución es exactamente igual al de las que abandona dicha superficie. Cuando alcanza este estado, la solución se llama saturada. Las soluciones no saturadas, o sea, aquellas cuya concentración es menor que la correspondiente al estado de saturación, todavía pueden disolver sin variar las condiciones externas, cierta cantidad de sustancia dada. Para caracterizar a las soluciones se emplean los términos concentrado concentrado y diluido. Se llama solución diluida a la que contiene poca sustancia disuelta. Solución concentrada es la que contiene gran cantidad de sustancia disuelta. Las soluciones son muy necesarias para el trabajo en laboratorio químico, por esta razón se debe tener bastante destreza en la preparación y forma de expresar la concentración de las soluciones. Esta práctica pretende encaminar al principiante hacia este fin. Concentración: Es la cantidad de soluto que tiene una solución Expresión de la Concentración: Se emplean diferentes formas de expresar la concentración de las soluciones entre las más usuales en química están:
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1. Porcentajes: % p/v gramos de soluto disuelto en 100 ml de solución. % p/p gramos de soluto disuelto en 100 g de solución. % v/v mililitros de soluto disuelto en 100 ml de solución. 2. Molaridad: Se expresa con M y se define como número de moles de soluto disuelto en un litro de solución, para calcular la molaridad se tienen las siguientes fórmulas:
Si se requiere calcular la molaridad de una solución de la que se tiene la densidad y la concentración % se aplica:
Para diluciones:
3. Normalidad: Se expresa como el número de equivalentes gramos contenidos en un litro de solución o el número de miliequivalentes en 1 ml de solución.
Si se requiere calcular la molaridad de una solución de la que se tiene la densidad y la concentración % se aplica:
Para diluciones :
4. Molalidad: Se expresa con m y se define como la cantidad de moles de soluto disuelto en un kilogramo de solvente.
5. Partes por millón: Se expresa como ppm y es igual a miligramos de soluto por kilogramo de solución o si se trata de una muestra de suelo se puede decir también: miligramos de ión por kg de suelo.
Ing. Rosalva Angulo R.
Prácticas de Laboratorio Química General QMC 181
III. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL. PRECAUCIONES A TOMAR EN CUENTA ANTES DE REALIZAR LA PRÁCTICA: a) Cuando los solutos son sólidos y solubles en agua, se los disuelve previamente en un vaso de precipitados con una cantidad de agua menor a la que se pide como volumen total, luego con la ayuda de un embudo se trasvasa a un matraz y se completa el volumen con agua destilada, hasta el enrase, se coloca la tapa y se mezcla invirtiendo el matraz. b) Cuando se prepare una solución de un ácido, agregue ácido al agua gota a gota nunca al revés porque la reacción de dilución de un ácido concentrado es fuertemente exotérmica y podría ocasionar un accidente. c) Cuando se requiera calentar la solución para que se disuelva el soluto, deberá hacerlo en un vaso de precipitados no en el matraz, porque se afecta la calibración del mismo.
MATERIALES Y REACTIVOS Materiales: Matraces aforados de 100 y 250 cm 3. Balanza. Cucharilla. Frasco lavador. Pipetas de 1, 5 y 10 mL. Tapones de plástico. Vidrio de reloj. Varilla de vidrio maciza.
Reactivos: Cloruro de sodio. Dicromato de potasio. Agua destilada Sulfato de cobre pentahidratado. Ácido acético comercial.
PROCEDIMIENTO.
a. Preparación de una disolución a partir de un soluto sólido
El primer paso será pesar la cantidad necesaria de soluto. Las sustancias a pesar nunca se echan directamente sobre los platillos, sino sobre papel de filtro o un vidrio de reloj, que deben encontrarse escrupulosamente limpios y secos. Para sacar el sólido del recipiente que lo contiene utilizaremos una espátula perfectamente limpia y seca. Una vez pesado se pone en un vaso de precipitados con la menor cantidad posible de agua destilada (enjuagar con agua destilada el vidrio de reloj echando esta agua en el vaso). Se disuelve agitando con una varilla de vidrio y se vierte en el matraz aforado. Enjuagamos con agua destilada el vaso y echamos esta agua al matraz aforado. Se añadirá agua con el frasco lavador hasta que el nivel haya subido casi hasta el cuello del matraz, pero no dentro del mismo. A continuación se agita de modo que el líquido se mezcle bien. Se sigue añadiendo agua hasta que falte como un centímetro, para la marca de enrase. Por último, con un gotero y gota a gota, el matraz se llena de agua destilada hasta el enrase. El enrase se considera bien realizado cuando el menisco que forma el líquido queda tangente, por encima, a la marca de enrase. b. Preparación de una disolución a partir de una disolución de ácido concentrado comercial Con un frasco lavador llenamos de agua destilada la mitad del matraz aforado. Utilizando una pipeta graduada con un émbolo o una bureta se toma la cantidad necesaria del ácido concentrado comercial, que se vierte en el matraz aforado. A continuación, se agita para que el líquido se mezcle bien y se
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vuelve a añadir agua hasta que el nivel suba casi al cuello del matraz, pero no dentro del mismo. Se agita nuevamente para mezclar bien. Se sigue añadiendo agua hasta que falte como un centímetro, para la marca de enrase. Por último, con un gotero y gota a gota, el matraz se llena de agua destilada hasta el enrase. El enrase se considera bien realizado cuando el menisco que forma el líquido queda tangente, por encima, a la marca de enrase.
DESARROLLO Para cada una de las prácticas que siguen deberá hacer previamente el cálculo respectivo el mismo que debe constar en su informe, en el punto de cálculos. 1. Preparar 100 cm3 de disolución 0.6 M de hidróxido de sodio en agua. 2. Preparar 250 cm3 de disolución de cloruro de sodio en agua al 16%, suponiendo que la densidad de la disolución es prácticamente la del agua pura. 3. Preparar 100 cm3 de disolución de sulfato cúprico en agua de concentración 40 % p/v. 4. Preparar 100 cm3de disolución 0.05 N de dicromato de potasio en agua. 5. Preparar 100 cm3 de disolución 0,2 N de ácido acético a partir de ácido acético comercial, al 10 % (1,67 M). 6. A partir de la disolución nº 5, preparar 100 cm3de otra disolución 0.05 M de ácido acético.
IV. RESULTADOS Y CALCULOS 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Calcular para cada experimento la cantidad de soluto a utilizar: Disolución Nº 1: Calcula los gramos de hidróxido de sodio necesarios para preparar la disolución número 1. Disolución Nº 2: Calcula los gramos de cloruro de sodio necesarios para preparar la disolución número 2. Disolución Nº 3: Calcula los gramos de sulfato cúprico necesarios para preparar la disolución número 3. Disolución Nº 4: Calcula los gramos de dicromato de potasio necesarios para preparar la disolución número 4. Disolución Nº 5: Calcula el volumen de ácido Acético necesario para preparar la disolución número 5, partiendo de la molaridad y la riqueza del mismo. Disolución Nº 6: Calcula el volumen de la disolución número 5 necesario para preparar la disolución número 6.
V. CUESTIONARIO 1. ¿Citar los factores que afectan la solubilidad de un sólido en agua? 2. ¿Qué precauciones se deben tomar cuando se hacen diluciones a partir de ácidos concentrados? 3. ¿Qué precauciones se deben tomar cuando se pesan sustancias caústicas?
Ing. Rosalva Angulo R.
