UNIVERSIDAD NACIONAL DE CÓRDOBA
LABORATORIO DE SOLUCIONES Profesor: Martínez Guillermo Gabriel
Grupo N°1 Integrantes: Rothärmel Joaquín Gazal Joaquín Illesca Martin
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ÍNDICE
INTRODUCCIÓN..............................................................................................................3 OBJETIVO........................................................................................................................4 DESARROLLO.................................................................................................................5 EXPERIENCIA N°1.......................................................................................................... 6 EXPERIENCIA N°2.......................................................................................................... 8 CONCLUSIÓN..................................................................................................................10 ANEXO.............................................................................................................................11
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INTRODUCCIÓN Una solución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias. La sustancia disuelta se denomina soluto y esta presente generalmente en pequeña cantidad en comparación con la sustancia donde se disuelve, denominada solvente. En cualquier discusión de soluciones, el primer requisito consiste en poder especificar sus composiciones, esto es, las cantidades relativas de los distintos componentes. La concentración de una solución expresa la relación de la cantidad de soluto a la cantidad de solvente.
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OBJETIVO En este laboratorio se estudiará el papel que tienen las fuerzas intermoleculares en la solubilidad y otras propiedades físicas de las disoluciones. Aplicaremos los conceptos básicos de estequiometría para determinar las concentraciones en disoluciones.
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DESARROLLO La experiencia esta basada en la disolución de una sustancia de
C uSO₄.5 H ₂O
(Sulfato
cúprico pentahidratado) en agua. Las consideraciones que hay que tener antes de empezar a realizar la experiencia de laboratorio son: ● Que el Sulfato cúprico esta pentahidratado, esto quiere decir que el peso de esta molécula es distinto al peso que necesitamos determinar, el del Sulfato cúprico sin hidratar. ● Que se debe mantener en todo momento la relación de proporción deseada entre el soluto y el solvente (que no se pierda sustancia o se agregue solvente de más durante el proceso) para poder conseguir la concentración planteada. ● Que la disolución quizás para que esta se complete en su totalidad, habrá que calentarla (ya que la sal usada podría tener impurezas cuya disolución será imposible de no aumentar la temperatura del sistema, de todas formas quizás podría haber algunas impurezas que sean no solubles y no podamos hacer nada para disolverlas) y debemos tener en cuenta que hay que dejarla enfriar, porque si se llega a introducir el líquido caliente dentro del matraz este al ser un material volumétrico será sensible al cambio de temperatura y se dilatará causando errores en las mediciones. Teniendo en cuenta estos puntos procedemos a comenzar con el laboratorio.
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EXPERIENCIA N° 1 Lo que debemos hacer en esta primera etapa es preparar una solución a partir de un soluto sólido. En primer lugar se debe pesar la cantidad de C uSO₄.5 H ₂O exacta para preparar 100mL de una solución
C uSO₄
0.2M, para ello se usa el vaso de precipitado y se lo coloca sobre la
balanza tarandola a cero para pesar solo la sal pentahidratada. Si se necesita una solución 0.2 M, sabiendo que el peso de un mol de
C uSO₄
es de 159.60gr.
entonces el peso que necesitamos en 1000mL para que la solución sea 0.2 M es de 31.92 gr. de C uSO₄ . Pero como nos piden 100 mL de solución (la décima parte de de los 1000 mL) sabemos que se necesitarán 3.192 gr de C uSO₄ . Luego, 1Mol de cantidad de
C uSO₄.5 H ₂O
C uSO₄.5 H ₂O
son 246,51gr. y 1Mol de
C uSO₄
que contendrán los los 3.192gr de
son 159,566gr entonces la C uSO₄
necesarios será de
4.93gr. De esa forma ya determinamos la cantidad necesaria de sal para tener una solución de la concentración requerida en los 100ml de solución que se nos solicito. En teoría manteniendo la proporción del soluto y el solvente dicha solución debería contener la concentración deseada. Tomamos también en este momento antes de comenzar con la experiencia el peso de los elementos que íbamos a utilizar para luego poder medir la masa de las solución obtenida. Al tener la balanza un margen de error, sabemos que la solución final podría no ser exactamente de la concentración deseada, es decir incurrimos en un error en la concentración final de la solución por error de la balanza, muy poco, pero en fin es un error. Matraz aforado de 100ml con su tapa......................58,34 gr. Vaso de precipitado...................................................76.11 gr. Luego de haber medido la masa de los materiales procedemos a depositar dentro del vaso de precipitado la masa antes calculada de soluto (4.93gr), se le agrega agua para empezar la disolución de la misma, luego se revuelve con una varilla de vidrio para disolver todo el soluto y que quede una solución homogénea, como en este caso la sustancia presentó impurezas hubo que calentarla para poder disolverla, esto se hace porque al aumentar la temperatura de una sustancia aumenta su solubilidad, logrando la disolución de sustancias que a temperatura ambiente no se disolverían. Luego de dejarla aproximadamente 15 minutos en la plancha eléctrica se la deja enfriar para luego pasarla al matraz usando la misma varilla de vidrio para no perder sustancia en el proceso para luego proceder a lavar los materiales cuidando nuevamente conservar la concentración.
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Para completar la experiencia debemos obtener una solución de 100mL, para eso tomamos el contenido del vaso de precipitado y lo pipeteamos para introducirlo en el matraz del mismo volumen y luego añadir agua hasta enrasar con el aforo, en este punto termina la experiencia número uno y obtuvimos una solución de C uSO₄ de 100mL 0.2M. Por último medimos la solución terminada y junto con el peso del matraz nos dio un total de: 166,39 gr.
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EXPERIENCIA N° 2 En el siguiente paso procedemos a hacer una dilución a partir de la solución anterior esto sería tomar un porcentaje de una solución para agregarle más solvente y conseguir otra concentración, en este caso se nos pide que consigamos partiendo de la solución anterior una de 1%p/v es decir, 1gr. de sustancia cada 100 ml de solución sabiendo esto y que se nos pide 50mL de esta solución podemos deducir por la proporción que como en 100mL tenemos 1gr. de soluto, en 50mL tendríamos que tener 0.5gr de soluto. Sabiendo que la solución anterior contenía en 100mL 3.19g C uSO₄ puro. nos planteamos que volumen deberíamos tener si queremos tener 0.5gr. disueltos, por proporción este volumen sería 15.66mL Sabiendo esto tenemos los datos teóricos necesarios para hacer la dilución teniendo en cuenta nuevamente que al mantener las proporciones deberíamos obtener la concentración adecuada. Nuevamente procedemos a pesar los materiales utilizados para tenerlos en cuenta a la hora de medir los resultados: Matraz aforado de 50mL con su tapa......................58,34 gr. vaso de precipitado..................................................29,65 gr. En este caso como primer paso lo que hicimos fue sacar, utilizando la pipeta, la cantidad calculada de la solución anterior (15.66mL) del matraz y trasvasarla al segundo matraz, para así al completar con agua hasta enrasar al aforo obtengamos la dilución deseada, tenemos que tener especial cuidado de no perder sustancia durante el trasvase, de esta forma después de mezclar conseguimos la solución solicitada. Para el trasvase los materiales deben estar libres de sustancias contaminantes, se introduce la pipeta directamente dentro del matraz y se debe poner a la altura de los ojos luego sacar la cantidad necesaria en mililitros de la solución a diluir, lo más conveniente es llevar el líquido hasta la última marca de la pipeta y ahí ir descontando lo que se necesita colocar, el trasvase también se realiza a la altura de los ojos teniendo especial cuidado en no poner solución a diluir de más ya que si esto sucede hay que volver a empezar nuevamente porque la concentración de la solución resultante será distinta a la buscada. Para finalizar la experiencia procedimos a pesar el total del matraz y la solución y conseguimos una masa total de: 79,66 gr.
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CONCLUSIÓN Pudimos observar en este laboratorio como las soluciones se pueden obtener a través de métodos estequiométricos y de proporciones, también observamos como en una solución con soluto en exceso o con impurezas estas pueden ser disueltas al aumentar la temperatura de la solución e inferir que este es un factor determinante en la solubilidad; es importante que, de tener impurezas el soluto, estas deben disolverse para que la solución sea homogénea ya que si no lo es, no seria una solucion. También aprendimos que la concentración de las soluciones depende de la cantidad de soluto disuelto en el solvente y cada tipo tiene distintas características.
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ANEXO 1) ¿Qué es una sal hidratada? Una sal hidratada es un compuesto cuya composición incluye agua, es un cristal cúbico en el cual se encuentra una molécula de agua. Esta es liberada cuando la sal es sometida a altas temperaturas que rompen el enlace.
2) ¿Deben tenerse en cuenta las 5 moléculas de agua en el cálculo de la masa de sulfato cúprico necesaria para preparar la solución 1? Si, ya que es una solución de
C uSO₄
y no de
C uSO₄.5 H ₂O ,
el cálculo necesario para obtener la cantidad correcta de
C uSO₄
por lo que debe realizarse
desde el compuesto
C uSO₄.5 H ₂O .
3) ¿Qué es un trasvase cuantitativo? ¿Porque se realiza? Un trasvase es cuantitativo cuando se mide con exactitud la cantidad trasvasada. En este caso se realiza ya que para armar una segunda solución a partir de una primera es necesario conocer la cantidad exacta de compuesto o sustancia que se está trasvasando.
4) ¿Qué debe hacer si coloca más solvente al enrasar y supera el aforo del matraz? ¿Por qué? En ese caso se debe trasvasar a otro matraz mas grande, agregar soluto, y hacer la solución de la misma concentración en un volumen mayor. Se hace así porque es imposible extraer soluto de una solución.
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