Preinforme Laboratorio Química General Practica No. 4 Soluciones Practica No. 5 Propiedades Coligativas Practica No. 6 Caracteriaci!n "e #cidos $ %ases. &ediciones "e p'
Por( )na Patricia G!me "aa **+,-64546
Presentado a( Lic. Nira st/er "ía 0odrígue 1utora
2N30S3")" N)C3N)L )%301) $ ) "3S1)NC3) 2N)" Programa 3ngeniería )mbiental Cead )cacias +,*5
Practica No. 4 Soluciones %713S(
Aprender a manejar materiales volumétricos del laboratorio para la preparación de diferentes soluciones.
Comprender la diferencia entre las formas de expresar las concentraciones.
3N10"2CC38N: En el laboratorio de química es necesario conocer y manejar los diversos materiales volumétricos utilizados para preparar soluciones entre estos materiales tenemos vasos de precipitados! balones aforados! pipetas! los cuales difieren en capacidad de volumen desde "#ml $asta %"#ml o m&s! con el desarrollo de esta experiencia vamos a trabajar practicando con dic$os materiales con el fin de conocerlos y diferenciarlos unos de otros. En la vida cotidiana utilizamos muc$as soluciones que son mezclas $omo'éneas de diversos componentes y en muc$as ocasiones no nos preocupamos por sus componentes los cuales son solvente y soluto. Con el desarrollo de esta experiencia vamos a conocer y distin'uir el solvente del soluto de diversas soluciones y adem&s las unidades de concentración que expresan su relación en cuanto a cantidades.
&)0C 1803C( (as soluciones son mezclas $omo'éneas de dos o m&s componentes. El ser $omo'éneas si'nifica que las propiedades físicas y químicas son i'uales en cualquier parte de la solución. Adem&s! cuando se observa una solución a simple vista solo se distin'ue una fase! sea líquida! sólida o 'aseosa. (os componentes de la solución se denominan soluto y solvente. )oluto es el componente que se disuelve. )olvente es el componente en el cual el soluto se disuelve. *istin'uir en una solución! cual es el soluto y el solvente! a veces se dificulta. +or re'la 'eneral! el solvente es el componente cuyo estado de la materia es i'ual al de la solución final. +or ejemplo! si mezclamos sólidos y líquidos y la solución resultante es sólida! entonces el solvente es el sólido. Cuando los componentes se encuentran en el mismo estado de la materia! el solvente ser& el que se encuentra en mayor proporción. (as unidades de concentración expresan la relación de las cantidades de soluto y solvente que se tomaron para preparar la solución. (as principales unidades de concentración son: porcentaje en peso ,o porcentaje en masa- /0/ porcentaje en volumen! v0v porcentaje peso 1 volumen p0v concentración molar o molaridad ,2- concentración molal o molalidad ,m- y concentración normal o normalidad ,3-.
P0C"3&3N1. *. +reparación de una solución de 3aCl en p0p ,peso0peso-
El tutor indica el peso y la concentración de la solución que debe prepara cada 'rupo.
Ejemplo. +reparar 4## ' de una solución al 4# p0p
En un vaso de precipitados seco tome 4#' de 3aCl. 5etírelo de la balanza y a're'ue 6# ' de a'ua ,6# 2l-. 7omo'enice con un a'itador de vidrio. 5e'istre sus observaciones
8+or qué 6# ' de a'ua son i'ual a 6# 2l de a'ua9
+. +reparación de una solución de 3aCl en p0v ,pesovolumen-
El tutor indicael volumen y la concentración de la solución que debe prepara cada 'rupo.
;raslade el contenido del vaso de precipitados a un balón aforado de 4##m( ayud&ndose con un embudo y enjua'ando con a'ua destilada y la ayuda de un frasco lavador.
Ejemplo. +reparar 4## m( de una solución al " p0v
Complete con a'ua el volumen del balón aforado. A'ite y tape la solución.
En un vaso de precipitados seco de 4##m( pese "' de 3aCl. 5etírelo de la balanza y a're'ue una cantidad de a'ua inferior a "#m( para disolver la sal.
5e'istre sus observaciones.
9. Preparación de una solución Molar de NaCl El tutor indica el volumen y la concentración en 2olaridad de la solución que debe preparar cada 'rupo.
;raslade el contenido del vaso de precipitados a un balón aforado de %"# m(ycomplete a volumen con a'ua destilada! en la misma forma que lo $izo en el apartado %.
A'ite! tape el balón aforado y 'uarde la solución para las dos próximas experiencias.
Ejemplo. +reparar %"# m( de una solución al %2
A're'ue a'ua de tal forma que se disuelva preliminarmente la sal.
Calcular la masa de 3aCl que se debe pesar.
+ese en un vaso de precipitados la masa de 3aCl necesaria para preparar %"#m( de una solución %2 de 3aCl.
5ealice los c&lculos y re'istre sus observaciones.
4. *iluciones: Calcule el volumen que se debe tomar de la solución anterior (punto 3) para preparar las siguientes soluciones y prepare alguna de las tres. 50m ! 0.5M "00m ! 0.#M #50m $ 0."M
procedimiento
;ome el volumen calculado de la solución del punto tres con una pipeta
trasl&delo al balón aforado correspondient e al volumen a preparar
5. *eterminar concentración de una solución salina
Complete con a'ua el volumen del balón! tape! a'ite y conserve la solución.
5ealice los c&lculos y re'istre sus observaciones.
;ome una c&psula de porcelana limpia y seca! pésela con precisión de #!#4'.
;ome una alícuota ,volumen- de 4#m( de la solución del punto @! viértala en una capsula de porcelana.
+ese la c&psula con la solución y evapore en ba?o de 2aría $asta sequedad.
*eje enfriar y vuelva a pesar. 5e'istre sus observaciones.
3ota: para la realización de los c&lculos! debe determinar +eso de la c&psula vacia: ======= ' +eso de la c&psula > 4# m( de la solución %2 : ======== '
+eso de la solución ,(os 4# m(-: ======= ' +eso de la c&psula > el soluto ,el residuo después de la evaporación-: ====== ' +eso del soluto: ====== '
Practica No. 5 Propiedades Coligativas
%713S(
erificar experimentalmente una de las propiedades Coli'ativas de las soluciones. Analizar y observar el aumento en la temperatura de ebullición. *eterminar la masa molar del soluto a partir de los datos recolectados durante la pr&ctica.
3N10"2CC38N:
2A5CB ;E5DCB: (as sustancias empleadas como solvente experimentan un cambio en sus propiedades Coli'ativas cuando son empleadas en la preparación de una solución lo anterior debido a la presencia de moléculas! iones ó &tomos de soluto disueltos. Así pues! el valor de estos cambios se encuentra directamente relacionado con la concentración final de la solución! no de su naturaleza. +ropiedades Coli'ativas: 2uc$as de las propiedades de las disoluciones verdaderas se deducen del peque?o tama?o de las partículas dispersas. En 'eneral! forman disoluciones verdaderas las sustancias con un peso molecular inferior a 4# dalton. Al'unas de estas propiedades son función de la naturaleza del soluto ,color! sabor! densidad! viscosidad! conductividad eléctrica! etc.-. Btras propiedades dependen del disolvente! aunque pueden ser modificadas por el soluto ,tensión superficial! índice de refracción! viscosidad! etc.-. )in embar'o! $ay otras propiedades m&s universales que sólo dependen de la concentración del soluto y no de la naturaleza de sus moléculas. Estas son las llamadas propiedades Coli'ativas. (as propiedades Coli'ativas no 'uardan nin'una relación con el tama?o ni con cualquier otra propiedad de los solutos. )on función sólo del nFmero de partículas y son resultado del mismo fenómeno: el efecto de las partículas de soluto sobre la presión de vapor del disolvente. (as cuatro propiedades coli'ativas son:
*escenso de la presión de vapor del disolvente Elevación ebulloscópica *escenso crioscópico
+resión osmótica
"escenso de la presi!n de vapor del disolvente : (a presión de vapor de un disolvente desciende cuando se le a?ade un soluto no vol&til. Este efecto es el resultado de dos factores:
(a disminución del nFmero de moléculas del disolvente en la superficie libre. (a aparición de fuerzas atractivas entre las moléculas del soluto y las moléculas del disolvente! dificultando su paso a vapor.
Cuanto m&s soluto a?adimos! menor es la presión de vapor observada. (a formulación matem&tica de este $ec$o viene expresada por la observación de 5aoult ,foto de la izquierda- de que el descenso relativo de la presión de vapor del disolvente en una disolución es proporcional a la fracción molar del soluto.
levaci!n ebullosc!pica: (a temperatura de ebullición de un líquido es aquélla a la cual su presión de vapor i'uala a la atmosférica. Cualquier disminución en la presión de vapor ,como al a?adir un soluto no vol&tilproducir& un aumento en la temperatura de ebullición ,er Gi'ura de la tabla-. (a elevación de la temperatura de ebullición es proporcional a la fracción molar del soluto. Este aumento en la temperatura de ebullición ,*;e- es proporcional a la concentración molal del soluto: *;e H Ie m (a constante ebulloscópica ,Ie- es característica de cada disolvente ,no depende de la naturaleza del soluto- y para el a'ua su valor es #!"% JC0mol0I'. Esto si'nifica que una disolución molal de cualquier soluto no vol&til en a'ua manifiesta una elevación ebulloscópica de #!"% J C.
"escenso criosc!pico: (a temperatura de con'elación de las disoluciones es m&s baja que la temperatura de con'elación del disolvente puro ,er Gi'ura de la tabla-. (a con'elación se produce cuando la presión de vapor del líquido i'uala a la presión de vapor del sólido. (lamando ;c al descenso crioscópico y m a la concentración molal del soluto! se cumple que: *;c H Ic m )iendo Ic la constante crioscópica del disolvente. +ara el a'ua! este valor es 4!KL JC0mol0I'. Esto si'nifica que las disoluciones molales ,mH4- de cualquier soluto en a'ua con'elan a 4!KL J C.
Presi!n osm!tica( (a presión osmótica es la propiedad coli'ativa m&s importante por sus aplicaciones bioló'icas! pero antes de entrar de lleno en el estudio de esta propiedad es necesario revisar los conceptos de difusión y de ósmosis. *ifusión es el proceso mediante el cual las moléculas del soluto tienen a alcanzar una distribución $omo'énea en todo el espacio que les es accesible! lo que se alcanza al cabo de cierto. )e define la presión osmótica como la tendencia a diluirse de una disolución separada del disolvente puro por una membrana semipermeable ,Gi'ura central de la tabla-. Mn
soluto ejerce presión osmótica al enfrentarse con el disolvente sólo cuando no es capaz de atravesar la membrana que los separa. (a presión osmótica de una disolución equivale a la presión mec&nica necesaria para evitar la entrada de a'ua cuando est& separada del disolvente por una membrana semipermeable. +ara medir la presión osmótica se utiliza el osmómetro! que consiste en un recipiente cerrado en su parte inferior por una membrana semipermeable y con un émbolo en la parte superior. )i introducimos una disolución en el recipiente y lo sumer'imos en a'ua destilada! el a'ua atraviesa la membrana semipermeable y ejerce una presión capaz de elevar el émbolo $asta una altura determinada. )ometiendo el émbolo a una presión mec&nica adecuada se puede impedir que pase el a'ua $acia la disolución! y el valor de esta presión mec&nica mide la presión osmótica.
P0C"3&3N1
5ealice los respectivos c&lculos para la preparación de " soluciones acuosas de sacarosa con las si'uientes concentraciones y volumen:
)olución 4: #!% 2 y 4##ml )olución %: #! 2 y 4##ml )olución @: #!L 2 y 4##ml )olución : #!K 2 y 4##ml )olución ": 4!# 2 y 4##ml
)e'Fn la orientación del tutor cada 'rupo colaborativo preparar& una de lassoluciones para las cuales realizó los anteriores c&lculos. )i'a el protocoloestablecido en la pr&ctica )oluciones para su preparación.
Mno de los 'rupos de laboratorio rotular&! con la palabra control! un balón de fondo plano y dispondr& en él 4##ml de a'ua del 'rifo.
(os dem&s 'rupos rotular&n el balón de fondo plano y dispondr&n en él la solución que $an preparado.
5e'istre el tiempo en minutos que la solución a su car'o necesito para alcanzar la ebullición.
+repare su cronómetro y pón'alo a correr al dar inicio al calentamiento de la solución a car'o de su 'rupo.
Conecte la planc$a de calentamiento y ajFstela a una temperatura cercana a los 4"# oC.
*etermine la temperatura de ebullición de la solución.
El 'rupo al cual se le encar'ó la muestra control realizar& i'ual procedimiento determinando tiempo en minutos que la muestra a su car'o necesito para alcanzar la ebullición.
*etermine la temperatura de ebullición de la muestra control. 5e'istre los datos 'enerados en la experiencia en la tabla 4 y % ,anexos-.
Practica No. 6 Caracteriaci!n "e #cidos $ %ases. &ediciones "e p'
%713S( Analizar e interpretar diferentes tipos de &cidos y bases. Ddentificar la diferencia entre soluciones acidas y b&sicas. Asociar las soluciones acidad y b&sicas con electrolitos fuerte y débiles.
3N10"2CC38N( (as sustancias llamadas &cidos y bases dependen la una de la otra para existir. (os &cidos son capaces de liberar protones o iones $idronios y las bases son las que liberan iones B7 reciben iones $idronios. El par&metro usado en química para medir el 'rado de acidez o alcalinidad de una sustancia es el p7 ,+otencial 7idro'eno-. En la experiencia a desarrollar vamos a determinar el p7 de diversas soluciones entre estas al'unos reactivos &cidos y bases y al'unas soluciones caseras.
&)0C 1803C(
(a definición de &cidos y bases $a ido modific&ndose con el tiempo. Al principio Arr$enius fue quien clasifico a los &cidos como aquellas sustancias que son capaces de liberar protones ,7>- y a las bases como aquellas sustancias que pueden liberar iones B7. Esta teoría tenía al'unas limitaciones ya que al'unas sustancias podían comportarse como bases sin tener en su molécula el ion B7. +or ejemplo el 37@. Aparte para Arr$enius solo existía el medio acuoso y $oy es sabido que en medios distintos también existen reacciones &cidobase. NrOnsted y (o/ry posteriormente propusieron otra teoría en la cual los &cidos y bases actFan como pares conju'ados. Pcido es aquella sustancia capaz de aportar protones y base aquella sustancia capaz de captarlos. 3o tiene presente en su definición al ion B7. )imbólicamente: A7 > 7%B QR A > 7@B> El A7 es el &cido! ,&cido 4- de su base conju'ada A ,base 4- y el a'ua ,base %- es la base de su &cido conju'ado 7@B> ,&cido %-. El p7! abreviatura de +otencial 7idró'eno! es un par&metro muy usado en química para medir el 'rado de acidez o alcalinidad de las sustancias. Esto tiene enorme importancia en muc$os procesos tanto químicos como bioló'icos. Es un factor clave para que muc$as reacciones se $a'an o no. +or ejemplo en biolo'ía las enzimas responsables de reacciones bioquímicas tienen una actividad m&xima bajo cierto ran'o de p7. Guera de ese ran'o decae muc$o su actividad catalítica. 3uestra san're tiene un p7 entre S!@" y S!". Apenas fuera de ese ran'o est&n comprometidas nuestras funciones vitales. En los alimentos el p7 es un marcador del buen o mal estado de este. +or lo expuesto el p7 tiene enormes aplicaciones. (a escala del p7 va desde # $asta 4. (os valores menores que S indican el ran'o de acidez y los mayores que S el de alcalinidad o basicidad. El valor S se considera neutro. 2atem&ticamente el p7 es el lo'aritmo ne'ativo de la concentración molar de los iones $idro'eno o protones ,7>- o iones $idronio ,7@B-.
P0C"3&3N1
En cinco tubos de ensayos limpios y marcados vierta por separado %m( de cada unade las si'uientes soluciones: &cido clor$ídrico #.4 2 &cido acético #.4 2 amoniaco#.4 2! $idróxido de sodio #!4 a'ua destilada.
A're'ue una 'ota de rojo de metilo a cada uno de los " tubos de ensayo. A'ite. 5e'istre el color final de la solución y estime el p7 de la solución.
5epite para nuevas muestras de solución los procedimientos anteriores para ca uno de los indicadores.
Mtilice cada uno de los indicadores para estimar el p7 de cada una de las sustancias de uso domiciliario para ello ten'a en cuenta la tabla @ ,anexos- en la que se da una lista de al'unos indicadores &cidos b&sicos y el intervalo de p7 en el cual cambia de color.
Compruebe el p7 de todas las soluciones utilizando el p7metro ,B+CDB3A(-
5esultados:
5e'istre sus datos en tablas similares a las nFmeros y " ,anexos-.
Compare el p7 del &cido clor$ídrico y el del &cido acético y compare el p7 del amoniaco con el del $idróxido de sodio
A3ETB)
Compare el valor del p7 de las diferentes soluciones caseras
,;AN(A);abla 4. 5esultados experimentales practica ".
1iempo :s;
1emperatura agua :
1emperatura soluci!n )gua Sacarosa :
;abla %. 5esultados experimentales practica ".
Concentraci! n &olar
=:g; Sacarosa
1iempo total en llegar a ebullici!n :s;
1emperatura ebullici!n :
, ,>+ ,>4 ,>6 ,>*>, ;abla @. alor de p7 de cambio de color de al'unos indicadores.
3ndicador )ul de timol :primer cambio; )ul de timol :segundo cambio; )ul de bromofenol 0o?o de clorofenol 0o?o de cresol @enolftaleína )liarina amarilla )naran?ado de metilo 0o?o de metilo )ul de bromotimol
Color *
Color +
5ojo
Amarillo
Dntervalo de cambio de color ,p74!% 1 %!K
Amarillo
Azul
K!# 1 6!L
Amarillo Amarillo Amarillo Dncoloro Amarillo 5ojo 5ojo Amarillo
Azul 5ojo 5ojo 5ojo 5ojo Amarillo Amarillo Azul
@!4 1 ! !K 1 L! S!% 1 @!K K!@ 1 4# 4# 1 4%!4 @!4 1 ! !% 1 L!@ L 1 S!L
;abla . 5eacciones con soluciones est&ndar
Soluci!n 7C( #!4 2
p' utiliando 3ndicador 5ojo de metilo
Genolftale ína
Azul de bromotimol
Azul de timol
p' Estimado
+apel indicador universal
p7metro
)cido acAtico ,>*& )moniac o ,>*& 'idr!Bido de sodio ,>*& )gua destilada ;abla ". 5eacciones con soluciones caseras
Soluci!n casera 7C( #!4 2
#cido acAtico ,>*& )moniaco ,>*& 'idr!Bido de sodio ,>*& )gua destilada
p' utiliando 3ndicador 5ojo de metilo
Genolftale ína
Azul de bromotimol
Azul de timol
p' Estimado
+apel indicador universal
p7metro
