Informe de Laboratorio N°6 PDF

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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS(UNIVERSIDAD DEL PERÚ, DECANA DE AMÉRICA)ESCUELA DE ESTUDIOS GENERALESASIGNATURA: Química GeneralTÍTULO: Práctica de laboratorio N°INTEGRANTES:Alvino Campos, MayoriCrisologo Zapata, Jean CarlosNovoa Goñe, Renzo PatrickRodríguez Pasiche, Grace MaricieloRojas Es...

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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (UNIVERSIDAD DEL PERÚ, DECANA DE AMÉRICA )

ESCUELA DE ESTUDIOS GENERALES

ASIGNATURA: Química General

TÍTULO: Práctica de laboratorio N°6

INTEGRANTES:

Alvino Campos, Mayori Crisologo Zapata, Jean Carlos Novoa Goñe, Renzo Patrick Rodríguez Pasiche, Grace Maricielo Rojas Estrella, Angelo Karin

CICLO: II SEMESTRE ACADÉMICO FECHA:04/05/2021

Sección:02

DOCENTE: Díaz Ruiz Adán

PRÁCTICA N° 6 PREPARACIÓN DE SOLUCIONES Y ESTANDARIZACIÓN ÁCIDO-BASE 1.- OBJETIVOS • Preparar soluciones de ácidos, bases y sales. • Comprender los fundamentos de las reacciones entre ácidos y bases. • Aprender a realizar valoraciones y mejorar la capacidad para interpretar los valores numéricos obtenidos, así como conocer las aplicaciones de valoraciones. 2.- TRABAJO PREVIO Deberá ser presentado hasta un día antes de la sesión de práctica por la plataforma Classroom. 2.1. Defina los términos: (a) soluciones acuosas (b) reacción de neutralización (c) valoración ácido–base (d) patrón primario escriba 02 ejemplos (e) patrón secundario escriba 02 Ejemplos. (a) soluciones acuosas La solución acuosa que contiene agua y al menos otro elemento se indica con el símbolo (aq) después de la sustancia. por ejemplo, el agua salada es una solución indicada por nacl (s). mientras que los componentes de la sal en una solución acuosa están indicados por Na (aq) + Cl (aq). El agua sólo disuelve los artículos hidrofílicos (artículos que contienen agua) incluyendo ácidos, bases y sales. La solución acuosa de estos artículos se mezcla con el agua completamente. Los artículos hidrofóbicos no se disuelven muy bien en el agua, como los aceites y las grasas. (b) reacción de neutralización Son reacciones entre un ácido y una base, con el fin de determinar la concentración de las distintas sustancias en la disolución. Tienen lugar cuando un ácido reacciona totalmente con una base, produciendo sal y agua. HCl + NaOH → NaCl + H2O (c) valoración ácida–base es el proceso mediante el cual se determina la concentración de ácido o de base que contiene una disolución determinada mediante su reacción con una base o un ácido de concentración conocida.

(d). Patrón primario También llamado estándar analítico primario, es una sustancia utilizada en química como referencia al momento de hacer una estandarización. Tiene las siguientes características: •

Máxima pureza > 99.98 %

• • • • • •

Sustancia de composición definida y conocida con estabilidad atmosférica Fácil obtención, purificación y secado Bajo costo y baja toxicidad Peso equivalente grande Solubilidad adecuada. No debe absorber gases

Ejemplos de patrones primarios: -Para estandarizar disoluciones de ácido: carbonato de sodio -Para estandarizar disoluciones de reductor: dicromato de potasio, yodato de potasio, bromato de potasio.

(e) Patrón secundario También llamado disolución valorante o estándar secundario. Su nombre se debe a que en la mayoría de los casos se necesita del patrón primario para conocer su concentración exacta. Tiene las siguientes características: • • • • •

Estable cuando se efectúa el análisis Reacciona rápidamente con el analito La reacción entre el valorante y el patrón primario debe ser completa o cuantitativa La reacción con el analito debe ser selectiva de esa forma eliminar otras sustancias de la muestra que pudieran reaccionar con el valorante. Existir una ecuación balanceada que describa la reacción

Ejemplo: -Una solución valorada de NaOH es una solución tipo patrón secundario cuando dicha solución de NaOH de concentración aproximada se valora con un reactivo patrón primario, pudiendo ser biftalato de potasio o ácido benzoico. ● Ácido clorhídrico (HCL) ● Hidróxido de sodio (NaOH)

2.2. Elabore un dibujo que represente el equipo de titulación e indique sus partes.

2.3. ¿Qué son los indicadores? ¿Cuál es su papel en una valoración (titulación)?. De 4 ejemplos de indicadores, su coloración y su rango de viraje. INDICADORES: Es una sustancia que puede ser de carácter ácido o básico débil, que posee la propiedad de presentar coloraciones diferentes dependiendo del pH de la disolución en la que dicha sustancia se encuentre diluida. Detectan la generación de un producto o el consumo de un reactivo durante la titulación lo hacen mediante la medición continua de una propiedad físico-química. Ejemplos: 1. Fenolftaleína: La fenolftaleína es el indicador más utilizado en las valoraciones ácido-base de fórmula C20H14O4. 1. Azul de bromotimol: Este indicador se usa ampliamente para determinar el pH de acuarios, peceras y piscinas. 2. Naranja de metilo: Es un compuesto azoderivado usado en titulaciones acido-base. 3. Rojo de metilo: Es un compuesto que funciona como indicador de pH. Su fórmula química es C15H15N3O2 .Determina la capacidad de un microorganismo de fermentar la glucosa con producción de ácido por la vía ácido-mixta Indicador Fenolftaleína Azul de bromotimol Naranja de metilo Rojo de metilo

Color de PH interior incoloro amarillo anaranjado rojo

Intervalo de viraje 8,3-10,0 6,0-7,6 3,1-4,0 4,2-6,3

Color a PH superior rojo azul amarillo amarillo

3.- FUNDAMENTO TEÓRICO Cuando una sustancia se disuelve en otra, el soluto se distribuye a través del solvente. En un líquido, las moléculas interaccionan fuertemente unas con otras, de manera que la mayor o menor facilidad con la que una molécula de soluto reemplaza a una de solvente depende de: • Fuerzas relativas de atracción entre moléculas del solvente. • Fuerzas relativas de atracción entre moléculas del soluto. • Fuerzas de interacción entre moléculas del solvente y soluto. Las sustancias con fuerzas atractivas semejantes tienen tendencia a ser solubles, así: “lo semejante disuelve a lo semejante” La solubilidad de un soluto depende de varios factores: Naturaleza de los componentes; mientras más semejantes sean en estructura y propiedades, habrá mayor probabilidad de que formen una solución. Temperatura; por lo general la solubilidad aumenta con la temperatura, aunque hay algunas sales que son más solubles en frió. Por el contrario, generalmente los gases son más solubles en los líquidos a menor temperatura. Presión; los cambios en la presión son muy importantes si se trata de un gas en un líquido, por lo general al aumentar la presión se incrementa la solubilidad. Si se trata de líquidos y sólidos, la solubilidad es prácticamente independiente de la presión. En el laboratorio y en la industria es frecuente necesitar soluciones con una concentración conocida, se denominan disoluciones estandarizadas o normalizadas. En una valoración ácido- base se toma una cantidad determinada del ácido o base de concentración desconocida, se añaden unas gotas de indicador acido-base y se hace reaccionar completamente con una disolución de base o ácido de concentración conocida. La reacción se produce con una determinada estequiometria, podemos averiguar el número de moles presentes en la muestra problema y de allí su concentración. Supongamos que se valora una solución de un ácido HA de concentración desconocida (MA) y se va a emplear una solución de NaOH de concentración conocida (MB), la reacción:

HA + NaOH → A- + Na+ + H2O

Se toma un volumen conocido de ácido (VA) que se sitúa en un matraz, se añade la base gota a gota hasta reacción completa y se mide el volumen de base usado para alcanzar el punto de equivalencia. La concentración del ácido puede obtenerse de: nA = VAMA La estequiometria de la reacción es 1:1, por tanto nA = nB Luego: VAMA = VBMB y MA = VBMB/VA Y trabajando con número de equivalentes:

4. MATERIALES Y REACTIVOS Fiolas, baguetas, vasos, matraces de 125mL, buretas de 50 mL, probetas de 25 mL, NaOH, HCl, indicadores ácido-base: fenolftaleína, anaranjado de metilo. 5. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Preparación de soluciones 5.1. Preparación de una solución de 50 mL de NaCl 1% m/v. 5.1.1. Calcular la masa que necesita de NaCl. 5.1.2. Disolver el NaCl con una mínimna cantidad de agua y trasvasar a una fiola de 50 mL. 5.1.3. Enrasar la fiola con agua destilada, tapar y homogenizar.

5.2. Preparación de 100 mL de una solución de Na0H aproximadamente 0,1M. 5.2.1. Pesar en un vaso de 50 mL la cantidad necesaria de NaOH (hacer los cálculos) 5.2.2. Disolver el NaOH con una mínima cantidad de agua y trasvasar a la fiola de 100 mL. 5.2.3. Enrasar la fiola con agua destilada, tapar y homogenizar. 5.2.4. Trasvasar la solución preparada a un recipiente y rotúlelo. 5.3. Preparación de 100 mL de una solución de HCl aproximadamente 0,1M. 5.3.1. Calcular el volumen de HCl 6 M que necesitará, medir con su pipeta y trasvasar a una fiola de 100 mL. 5.3.2. Enrasar la fiola con agua destilada, tapar y homogenizar. 5.3.3. Trasvasar la solución preparada a un recipiente y rotúlelo. 5.4 Estandarización de HCl aproximadamente 0,1 M con carbonato de sodio (patrón primario).

5.4.1. Enrasar la bureta con HCl aproximadamente 0,1M preparado anteriormente. 5.4.2. En un erlenmeyer de 125 mL pesar 0,1 g carbonato de sodio y disolver con 20 mL de agua destilada. 5.4.3. Agregar 2 gotas de anaranjado de metilo y agitar. 5.4.4. Abrir la bureta y agregar en forma continua gota a gota el HCl sobre el erlenmeyer agitando vigorosamente para homogenizar, cuando observe el primer tono anaranjado cierre la llave de la bureta y anote el volumen gastado.

5.5 Estandarización de NaOH aproximadamente 0,1 M con HCl de estandarizado en 5.4 (patrón secundario) 5.5.1. Enrasar la bureta con HCl estandarizado en 5.4. 5.5.2. Coloque en un matraz erlenmeyer, 10 mL de solución de NaOH preparado en 5.2. 5.5.3. Agregue a la solución contenida en el matraz, 1 o 2 gotas de indicador fenolftaleína. 5.5.4. Dejar caer lentamente el ácido al matraz Erlenmeyer, mezclando continuamente. 5.5.5. Detenga la titulación tan pronto vire el color de rojo-grosella a incoloro. 5.5.6 Anote el volumen HCl gastado. 5.5.7 Calcular la normalidad de la base.

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS ESCUELA DE ESTUDIOS GENERALES ÁREA DE INGENIERÍA QUÍMICA GENERAL PRÁCTICA DE LABORATORIO N° 6 PREPARACIÓN DE SOLUCIONES Y ESTANDARIZACIÓN ÁCIDO - BASE 6. REPORTE DE DATOS, OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES. Nombres y apellidos

Trabajo previo (4 p)

Reporte (8 p)

Sustentación (8 p)

Nota

Crisologo Zapata, Jean Carlos Alvino Campos, Mayori Naysha Novoa Goñe, Renzo Patrick Rodriguez Pasiche, Grace Maricielo Rojas Estrella, Angelo Karin 6.1. Preparación de 50 mL de NaCl 1% m/v . Cálculos:

% 𝑚/𝑣 =

1

g mL

=

𝑚(𝑠𝑡𝑜) 𝑉(𝑠𝑜𝑙)

𝑚(𝑠𝑡𝑜) 50 mL

× 100

× 100

𝑚(𝑠𝑡𝑜) = 0,5𝑔

6.2. Preparación de 100 mL de una solución de Na0H aproximadamente 0,1M. 5.2.1. Pesar en un vaso de 50 mL la cantidad necesaria de NaOH (hacer los cálculos) Cálculos:

𝑁𝑎𝑂𝐻 = 40,0 𝑔/𝑚𝑜𝑙 𝑀  ×𝑉×𝑀 𝑚(𝑠𝑡𝑜) = 𝑀 𝑚(𝑠𝑡𝑜) = 40,0

𝑔 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝑂𝐻 1L mol de NaOH × 50 mL × 0,101 × 1000 mL 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝑂𝐻 L

𝑚(𝑠𝑡𝑜) = 0,202 𝑔 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑚(𝑠𝑡𝑜) ≈ 0,21 𝑔 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝑂𝐻 6.3. Preparación de 100 mL de una solución de HCl aproximadamente 0,1M a partir de HCl 6M.

Cálculos: (datos del grupo de informes) 𝑀𝑖 × 𝑉𝑖 = 𝑀𝑓 × 𝑉𝑓 (6𝑀)𝑉𝑖 = (0,1 𝑀)(100 𝑚𝑙) 𝑉𝑖 = 1,6𝑚𝑙

6.4. Estandarización de HCl aproximadamente 0,1 M con carbonato de sodio (patrón primario). Cálculos: 𝑁𝑎 × 𝑁𝑎 = 𝑁𝑏 × 𝑉𝑏 ⋕ 𝐸𝑞. 𝑔𝑎 =⋕ 𝐸𝑞. 𝑔𝑏 𝑥 0,1𝑔 = 53𝑔 36,5𝑔 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝐻𝐶𝑙 = 0,069 𝑔

0,069𝑔 𝑛𝑠𝑡𝑜 36,5𝑔/𝑚𝑜𝑙 = 0.1𝑀 = 𝑉𝑠𝑜𝑙 𝑉𝑠𝑜𝑙 𝑉𝑠𝑜𝑙

= 0,019𝐿 = 19𝑚𝑙

𝟐𝑯𝑪𝒍 + 𝑵𝒂𝟐 𝑪𝑶𝟑 => 𝟐𝑵𝒂𝑪𝒍 + 𝑯𝟐 𝑶 + 𝑪𝑶𝟐 𝟐

→

𝟏

𝟐𝒏 𝒅𝒆 𝒎𝒐𝒍𝒆𝒔 𝒅𝒆 𝑵𝒂𝟐 𝑪𝑶𝟑 = 𝟐 ×

𝟎, 𝟏𝒈 𝟏𝟎𝟓, 𝟗

𝑀=

𝒈 = 𝟎, 𝟎𝟎𝟏𝟖𝟗 𝒎𝒐𝒍

𝑛𝑠𝑡𝑜 0,00189 = 0,099𝑀 = 𝑉𝑠𝑜𝑙 0,019𝐿

6.5. Estandarización de NaOH aproximadamente 0,1 M con HCl estandarizado en 5.4 (patrón secundario) Cálculos:

0.365𝑔 36.5𝑔 0.099𝑀 = 𝑚𝑜𝑙 𝑉𝑠𝑜𝑙 𝑉𝑠𝑜𝑙 = 0,1𝐿 = 100𝑚𝐿 𝑁𝑎 . 𝑉𝑎 = 𝑁𝑏 . 𝑉𝑏 𝑁. 10,2𝑚𝑙 = 0.099𝑁. 100𝑚𝑙 𝑁 = 0,97𝑁

Reacción: 𝑵𝒂𝑶𝑯 + 𝑯𝑪𝒍 → 𝑵𝒂𝑪𝒍 + 𝑯𝟐 𝑶

7.- CONCLUSIONES En suma, lo que vimos en el proceso de experimentación, nos deja claro que las medidas realizadas en el laboratorio tienen que ser lo más próximo a lo pedido, en caso contrario la experimentación será fallida, puesto que tendremos mayores márgenes de error. Por el lado de la estandarización se tiende a usar un poco más del soluto. Por otro lado, podemos apreciar el correcto uso de los implementos de laboratorio, los cuales nos ayudan con la precisión de las muestras. En ultima observación, la cual es muy resaltante, es la participación de la bureta en la cual se llega apreciar el color de las soluciones dadas en esta experimentación....