Práctica 7 “soluciones”
Objetivos:
Preparar Preparar soluciones de concentración concentración requerida, a partir de especifcaciones de reactivos de alta pureza. Valorar una solución ácida por medio de titulación, aplicando el principio de equivalencia. Titular una solución solución básica a partir partir de la solución solución valorada. valorada. Objetivos Particulares: Particulares:
Conocer los dierentes tipos de soluciones. Obtener los tipos de errores en el experimento. aber el mane!o del material para saber la utilización de los reactivos. "ane!o adecuado del material para el mane!o de solución. Resumen:
#n la presenta practica se muestran los cálculos realizados en el experimento de soluciones, el cual consist$a en la preparación de una solución acida % una básica, para despu&s 'acer una valoración para cada una. #stos cálculos ten$an el fn de determinar la concentración de una solución. (as soluciones tienen una una natu natura rale leza za 'omo 'omo)& )&ne nea a % se comp compon onen en de dos dos o má máss sust sustan anci cias as,, se consideran mezclas d&bilmente unidas de un soluto % un solvente. #l soluto es por por lo com* com*n n el comp compon onen ente te que que es está tá pres presen ente te en me meno norr ca cant ntid idad ad,, % el solvente el que está en ma%or cantidad.
Introducción:
(as soluciones soluciones en en qu$mica qu$mica,, son mezclas mezclas 'omo)&neas 'omo)&neas de sustancias en i)uales o distintos estados de a)re)ación. a)re)ación. (a concentración concentración de una solución constitu%e una de sus principales caracter$sticas. caracter$sticas. +astantes propiedades de las soluciones depen epend den exclus lusivam ivamen ente te de la co con nce cen ntra tración. ión. u es estu tud dio res esul ultta de inter&s tant tanto o para para la $sica como como para para la qu$mic qu$mica. a. l)uno l)unoss e!e e!emp mplos los de soluciones son- a)ua a)ua salada, salada, ox$)eno ox$)eno % % nitró)eno del aire aire,, el )as )as carbónico carbónico en los rerescos % todas las propiedades- color color,, sabor, densidad densidad,, punto de usión usión % % ebul ebulli lici ción ón depe depend nden en de las las ca cant ntid idad ades es que que pon) pon)am amos os de las las die dierrente entess sustancias.
(a sustancia presente en ma%or cantidad suele recibir el nombre de solvente, % a la de menor cantidad se le llama soluto % es la sustancia disuelta. #l soluto puede ser un )as, un l$quido o un sólido, % el solvente puede ser tambi&n un )as, un l$quido o un sólido. #l a)ua con )as es un e!emplo de un )as dióxido de carbono/ disuelto en un l$quido a)ua/. (as mezclas de )ases, son soluciones. (as soluciones verdaderas se dierencian de las soluciones coloidales % de las suspensiones en que las part$culas del soluto son de tama0o molecular, % se encuentran dispersas entre las mol&culas del solvente. l)unos metales son solubles en otros cuando están en el estado l$quido % solidifcan manteniendo la mezcla de átomos. i en esa mezcla los dos metales se pueden solidifcar, entonces serán una solución sólida. #l estudio de los dierentes estados de a)re)ación de la materia se suele reerir, para simplifcar, a una situación de laboratorio, admiti&ndose que las sustancias consideradas son puras, es decir, están ormadas por un mismo tipo de componentes elementales, %a sean átomos, mol&culas, o pares de iones. (os cambios de estado, cuando se producen, sólo aectan a su ordenación o a)re)ación. in embar)o, en la naturaleza, la materia se presenta, con ma%or recuencia, en orma de mezcla de sustancias puras. (as disoluciones constitu%en un tipo particular de mezclas. #l aire de la atmósera o el a)ua del mar son e!emplos de disoluciones. #l 'ec'o de que la ma%or parte de los procesos qu$micos ten)an lu)ar en disolución 'ace del estudio de las disoluciones un apartado importante de la qu$mica1$sica. #ste traba!o cuenta con una introducción )eneral del tema que 'abla un poco acerca de lo básico que se debe saber para poder adentrarse en el tema de las soluciones, este 'abla acerca de lo que son las soluciones, de lo que es un disolvente % un soluto, tambi&n explica acerca de lo que 'ace dierente a una solución coloide o de las suspensiones. #ste traba!o cuenta con varios temas los cuales son solubilidad, propiedades $sicas de las soluciones, concentración de una solución, soluciones sólidas, l$quidas % )aseosas, eecto de la temperatura % presión en la solubilidad de sólidos % )ases. olubilidad (a solubilidad es la capacidad que tiene una sustancia para disolverse en otra, la solubilidad de un soluto es la cantidad de este.
l)unos l$quidos, como el a)ua % el alco'ol, pueden disolverse entre ellos en cualquier proporción. #n una solución de az*car en a)ua, puede suceder que, si se le si)ue a0adiendo más az*car, se lle)ue a un punto en el que %a no se disolverá más, pues la solución está saturada. (a solubilidad de un compuesto en un solvente concreto % a una temperatura % presión dadas se defne como la cantidad máxima de ese compuesto que puede ser disuelta en la solución. #n la ma%or$a de las sustancias, la solubilidad aumenta al aumentar la temperatura del solvente. #n el caso de sustancias como los )ases o sales or)ánicas de calcio, la solubilidad en un l$quido aumenta a medida que disminu%e la temperatura. #n )eneral, la ma%or solubilidad se da en soluciones que mol&culas tienen una estructura similar a las del solvente. (a solubilidad de las sustancias varia, al)unas de ellas son mu% poco solubles o insolubles. (a sal de cocina, el az*car % el vina)re son mu% solubles en a)ua, pero el bicarbonato de sodio casi no se disuelve. Propiedades $sicas de las soluciones Cuando se a0ade un soluto a un solvente, se alteran al)unas propiedades $sicas del solvente. l aumentar la cantidad del soluto, sube el punto de ebullición % desciende el punto de solidifcación. s$, para evitar la con)elación del a)ua utilizada en la reri)eración de los motores de los automóviles, se le a0ade un anticon)elante soluto/. Pero cuando se a0ade un soluto se reba!a la presión de vapor del solvente. Otra propiedad destacable de una solución es su capacidad para e!ercer una presión osmótica. i separamos dos soluciones de concentraciones dierentes por una membrana semipermeable una membrana que permite el paso de las mol&culas del solvente, pero impide el paso de las del soluto/, las mol&culas del solvente pasarán de la solución menos concentrada a la solución de ma%or concentración, 'aciendo a esta *ltima más diluida. #stas son al)unas de las caracter$sticas de las soluciones(as part$culas de soluto tienen menor tama0o que en las otras clases de mezclas. Presentan una sola ase, es decir, son 'omo)&neas. i se de!an en reposo durante un tiempo, las ases no se separan ni se observa sedimentación, es decir las part$culas no se depositan en el ondo del recipiente. on totalmente transparentes, es decir, permiten el paso de la luz.
us componentes o ases no pueden separarse por fltración. Material:
2 matraces aorados de 344 m( 5 matraces #rlenme%er de 264 m( 3 vaso de precipitados de 264 m( 2 buretas de 26 a 64 m( 3 pipeta volum&trica de 34 m( 3 embudo 3 soporte 2 pinzas para bureta o una pinza doble para bureta 3 balanza 3 vidrio de relo! Reactivos:
7C( concentrado 8aO7 de alta pureza naran!ado de metilo 9enoltale$na 8a2CO5 an'idro Desarrollo:
Preparación de la solución acida.
a/ Calcular la cantidad en volumen de 7Cl comercial necesario para preparar 344 m( de solución 4.6 8. (a concentración del ácido clor'$drico comercial es de 5:,6; masas % su densidad es de3.3: )
d/ )re)ar al matraz a)ua destilada 'asta que la parte inerior del menisco toque la marca. aoro/ e/ Tapar el matraz % a)itar la solución para 'omo)enizar. 2. Preparación de la solución básica. a/ Calcular la cantidad de 8aO7 necesaria para preparar 344 m( de solución 4,6 " a partir del reactivo de alta pureza. b/ Pesar en la balanza la cantidad de 8aO7 utilizando un vidrio relo!. c/ )re)ar a)ua 'asta el aoro, teniendo cuidado de lavar bien el embudo % el vidrio relo! para no de!ar residuo de 8aO7 sin disolver. d/ Tapar el matraz % a)itar la solución para 'omo)enizar. 5. Valoración de la solución acida. a/ Pesar tres muestras de 4.5 ) de 8a 2CO5 an'$drido/. b/ Colocar cada muestra de 8a 2CO5 en cada matraz #rlenme%er. c/ )re)ar 24 ml de a)ua destilada, dilu%endo completamente. d/ )re)ar tres )otas de anaran!ado de metilo como indicador. e/ Titular cada muestra con solución de 7C( preparada en el punto 8=3 contenida en la bureta/ 'asta obtener el cambio de coloración de amarillo a canela> anotando los vol*menes obtenidos, utilizando el promedio 9ormula N HCL =
m Na
2
CO3
V HCL PE Na
2
CO3
?. Valoración de la solución básica. a/ Colocar 24 m( de solución de 8aO7 preparada en dos matraces #rlenme%er. b/ )re)ar tres )otas de enoltale$na como indicador a cada uno. c/ Titular cada solución básica con el 7Cl contenido en la bureta, 'asta obtener el vire de ro!o purpura a incoloro, anotando sus datos % utilizando el promedio de estos.
Cálculos:
NHCL=
V HCL=
m Na2 CO 3 V HCL PENa2 CO3
( 0.0117 6 L)( 53
12.2 mL+ 11.2 mL + 11.9 mL
=
3
PE Na CO = 2
0.3 g
=
PM Na 2 CO 3 Z
3
= 106
g / mol 2
g ) mol
11.7 6 mL 1 L 1000 mL
= 0.48 N
mol L mNaCO!"#$!%
=.01176 L
=53 g / mol
@el teórico A4.6 8
|
Error =
|
|
Dteo − Dexp x 100 = Dteo
− 0.48
0.5
0.5
|
x 100 = 4
olución base8VB8+V+ A =¿ V HCL gastado=
V 1+ V 2 2
=
20.8 mL + 19.5 mL 2
V ¿
8A87C( 4.? 8 N A V A ( 0.48 N )( 0 .02015 L ) N B = = = .4836 V B 0.02 L
V B =
20 mL
∨1 L
1000 mL
=0.02 L
@ato Teórico 4.6 8
=
20.15 mL ∨1 L 1000 L
= 0.02015 L
|
%Error =
|
|
Dteo − Dexp x 100 = Dteo
|
−0 .477 x
0 .5
0.5
100
=4.6
Cuestionario:
Cuestionario 3 defnir los si)uientes conceptos. "olaridad- #s una medida de la concentración de un soluto en una disolución, o de al)una especie molecular, iónica, atómica que se encuentra en un volumen dado expresado en moles por litro. 8ormalidad- #s una orma qu$mica de expresar concentración, que equivale al n*mero de #quivalentes de una sustancia disuelta en un litro de disolvente ;peso- #s el n*mero relativo de unidades de peso del soluto por cada unidad de peso de la disolución. e pueden emplear todas las unidades convencionales de peso no se pueden emplear las unidades de moles/ siempre que sean las mismas para soluto % disolución. ; mol#s una unidad qu$mica usada para expresar la concentración de soluto en solvente. 8os expresa la proporción en que se encuentran los moles de soluto con respecto a los moles totales de solución, que se calculan sumando los moles de solutos/ % de disolvente.
2 si)nifcado de los si)uientes t&rminos. Parte al$cuota- #s una parte que se toma de un volumen al$cuota l$quida/ o de una masa al$cuota sólida/ iniciales, para ser usada en una prueba de laboratorio, cu%as propiedades $sicas % qu$micas, as$ como su composición, representan las de la sustancia ori)inal. 8ormalmente las al$cuotas son el resultado de repartir un volumen inicial en varias partes i)uales. e suele medir en mililitros m(/ o )ramos )/. Valoración- e trata de un m&todo de análisis basado en la medida precisa de un volumen de un reactivo de concentración conocida, necesario para reaccionar completa % estequiom&tricamente con el analito en la muestra. Dndicador- #s una sustancia que siendo ácidos o bases d&biles al a0adirse a una muestra sobre la que se desea realizar el análisis, se produce un cambio qu$mico que es apreciable, )eneralmente, un cambio de color> esto ocurre porque estas sustancias sin ionizar tienen un color distinto que al ionizarse. Ena solución es ácida- cuando la concentración de iones 'idronio es ma%or que la concentración de iones 'idróxido F75OGH I FO71H.
Ena solución es básica- cuando la concentración de iones 'idróxido es ma%or que la concentración de iones 'idronio F75OGH J FO71H. Punto equivalente- de una reacción qu$mica se produce durante una valoración qu$mica cuando la cantidad de sustancia valorante a)re)ada es estequiom&tricamente equivalente a la cantidad presente del analito o sustancia a analizar en la muestra, es decir reacciona exactamente con ella. 5= determinar ", 8. ;m % ;mol de 7Cl concentrado ori)inal. ;m- 5:.6; K- 3.3: "3A > A 32.432 ?= determinar el volumen de 7Cl concentrado que ue necesario para preparar 344ml de la solución de 4.6 " de 7Cl "A 4.6 V3"3 A V2"2> V3 A A ?.L ml de 7Cl
6= @eterminar la masa de 8aO7 que se requirió para preparar 344ml de la solución de 4.6 " de 8aO7. 8A > m A A mA 2) L= determinar la 8 exacta de la solución 7Cl que valoro V7Cl V3A 35ml m- 4.5) 8a2CO5 V2A 35.6ml V5A 35.5ml VpA 35.2Lml VA 24ml
:= @eterminar la 8 exacta de la solución básica que se tituló. V8aO7 V3A 2?.:ml "7Cl A 4.?2L V2A 2?ml V5A 26m Vp= 24.56ml
V= 20ml
Conclusiones
trav&s de estos experimentos se pudo comprender % a como determinar la concentración de sustancias por medio de órmulas, estos valores se buscaron por medio de instrumentos que se encuentran en el laboratorio. Tambi&n se lo)ró aprender a cómo mane!ar una sustancia Mcida en este experimento se utilizó el ácido clor'$drico/. (o)ramos crear una mezcla o solución 'omo)&nea aunque en el experimento se lo)ró una solución sobresaturada/ por medio de un soluto % un solvente a)ua % sal/. diario, en cualquier situación de la vida cotidiana tenemos que aplicar las concentraciones de las soluciones. #!emplos de estos son#n las industrias procesadoras de l$quidos lo utilizan para poder saber cuánto de concentrado 'a% en ese l$quido. #n las casas utilizan las soluciones para 'acer !u)os por e!emplo la limonada.
+iblio)ra$aQuímica 2 Editorial Santillana, México 1997 Pag. 210-230
C&arles 'enan (ood )*+,- .uimica %eneral universitaria /ditorial Cecsa Me0co D$1 Pa%$ *2#3*45
6a8ue 9C )###- .uimica II ;a%$ 2#34#
Dnstituto Polit&cnico 8acional E8D@@ PNO9#DO8( D8T#N@DCDP(D8ND @# D8#8D#ND CD#8CD OCD(# @"D8DTNTDV
(+ONTONDO @# QED"DC P(DC@ “PR
Dnte)rantes
+oleta
Ca%ac "iranda Ros& Resus Cruz 7ernández Ros& ntonio #spindola Velasco Nodri)o @omin)uez Perez Pedro ntonio 7ervet +ustos 9rancisco Ravier
2433L4542S 244SL43L36 2436L446S 243?L44?63 243?L44?63
9irma
Ville)as "ezura #ric 9ernando
243?L42L4
ProesoraNomero ánc'ez "a. @el Noció #quipo- 2 ecuencia- 3D"25 9ec'a de entre)a- 4L de !ulio de 2436
