Informe Disoluciones - infomes de quimica PDF

Preview

Summary

LABORATORIO DE QUÍMICA GENERALQMC 100PRACTICA Nº 6DOCENTE: ING. RENE GABRIEL MEJIAESTUDIANTE: UNIV. BISMARK LOPEZLAURAFECHA: 20/11/La Paz-BoliviaPRÁCTICA Nº 6DISOLUCIONES1 OBJETIVO GENERAL Preparar y estandarizar disoluciones.####### 1 OBJETIVOS ESPECIFICOS Formar disoluciones y analizar los facto...

Description

LABORATORIO DE QUÍMICA GENERAL QMC 100

PRACTICA Nº 6 DOCENTE: ESTUDIANTE: LAURA FECHA:

ING. RENE GABRIEL MEJIA UNIV.

BISMARK

20/11/20 La Paz-Bolivia

LOPEZ

PRÁCTICA Nº 6 DISOLUCIONES 1 OBJETIVO GENERAL 

Preparar y estandarizar disoluciones.

1.1 OBJETIVOS ESPECIFICOS    

Formar disoluciones y analizar los factores que afectan la disolución. Preparar soluciones de ácidos y bases. Estandarizar soluciones de ácidos y bases. Determinar la concentración de soluciones de ácidos y bases.

2 FUNDAMENTO TEORICO 2.1.Definición y formación Disoluciones: las disoluciones son mezclas homogéneas formadas por dos o mas sustancias, ejemplos son la mezcla de cloruro de sodio y agua, mezcla de etanol y agua, etc. Para que dos sustancias se mezclen y formen una disolución es necesario que sean de la misma naturaleza, así, el cloruro de sodio, el etanol y el agua son sustancias polares; sustancias como el cloroformo, benceno, aceite y otros similares son sustancias no polares, en consecuencia cuando se mezcla estas formaran disoluciones. Sin embargo si se mezcla agua (polar) y aceite (no polar) no forman una disolución, observándose dos fases la del aceite y la del agua.

2.2. Unidades de concentración La proporción en las cuales participan la sustancia en las disoluciones se denomina concentración, las unidades más usuales son: a) Molaridad: La molaridad se define como el numero de moles soluto disuelto es un litro de disolución. Molaridad = (M) =

número de moles de soluto 1 litro de disolucion

b) Normalidad: La normalidad es el número de equivalentes gramo de soluto disueltos en un litro de disolución. Normalidad = (N) =

número de equivalentes gramo de soluto 1 litro de disolucion

c) Porcentaje de masa: El porcentaje se define como: masa de soluto x 100 Porcentaje en masa masa de disolucion = Existen también otras unidades de concentración, tales como la molalidad, la formalidad, etc.

2.3. Volumetría La volumetría es un método muy empleado en la química analítica cuantitativa; cuyo propósito es determinar la concentración de una solución, mediante la adición de volúmenes de otra solución de concentración conocida (solución estándar o solución patrón); este método también recibe los nombres de valoración o titulación. La sustancia de concentración desconocida suele llamarse analito y el reactivo de concentración conocida se denomina titulante o valorante. El procedimiento de la titulación o valoración se efectúa usualmente mediante un matraz erlenmeyer que contiene el analito y el titulante se agrega mediante una bureta. El punto de equivalencia es aquel en que la cantidad de titulante agregado al analito es exactamente el necesario para que reaccione estequiométricamente. Con el propósito de determinar el punto de equivalencia, se añade generalmente un indicador al analito y se procede a la titulación; si desde la bureta se vacía el titulante hasta completar la reacción, es decir hasta el punto de equivalencia, el indicador permanece sin cambio (o cambia imperceptiblemente); sin embargo si se agrega un exceso (una o mas gotas) del titulante sobre el analito, el indicador cambia bruscamente una de sus propiedades físicas o químicas, digamos el color; este punto se conoce como el punto final de la titulación. Entonces el punto final es una aproximación al punto de equivalencia, puesto que ha sido necesario añadir un exceso del titulante; en términos simples, en una titilación empleando un indicador existirá siempre el error sistemático; sin embargo, deben buscarse las condiciones de manera que este error sea despreciable. El empleo del método de titulación para conocer la concentración de sustancias (analitos) requiere que se disponga de soluciones de concentración conocida y exacta, que en este caso puede ser el titulante, esta solución de concentración exacta suele prepararse disolviendo una cantidad pesada de un reactivo puro en un volumen conocido de solución. En este caso, el reactivo puro se conoce como patrón primario; el reactivo para ser empleado como patrón primario debe cumplir los siguientes requisitos: a) b) c) d)

Debe poseer alta pureza (por lo menos 99.9%) No debe descomponerse en condiciones normales de almacenamiento. Debe ser estable durante el secado (por el calentamiento o al vacío) Debe reaccionar estequiometricamente con la sustancia a determinar.

La solución que se prepara con un patrón primario se denomina estándar primario.

Indicadores de acido base Los indicadores empleados en las titulaciones acido – base, son también ácidos o bases débiles, cuyas distintos formas protonadas tiene diferentes colores. Un ejemplo es la fenolftaleína, la cual es incolora cuando el pH es menor a 8.0 y tiene color rosa, cuando el pH es mayor a 9.6. La estructura molecular de la mayor parte de los indicadores es compleja, de manera que, en forma general denotaremos como ln H a la especie protonada de los indicadores e In - a la especie básica; el equilibrio entre In H y ln - puede expresarse como: lnH

===

Color A

ln- + H+ Color B

3 MATERIALES Y REACTIVOS 3.1 Materiales ITE M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

MATERIAL

matraces erlenmeyer vasos de precipitados vaso de precipitado de vidrio de reloj pipeta graduada pipeta aforada varilla de vidrio cepillo bureta matraces aforados pinza porta bureta soporte universal balanza vaso de precipitado de eudiómetro pinza con nuez tubo de espátula hornilla propipeta

3.2 Reactivos

CARACTERÍSTIC A

CANTIDAD

250 ml

3 2

100 ml

1

10 ml

20 ml 50 ml 250 ml

1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

ITEM 1

REACTIVO

CARACTERÍSTICA

Agua destilada Acido clorhídrico Hidróxido de sodio Carbonato de sodio Ácido sulfúrico Fenolftaleína Naranja de metilo

2 3 4 5 6 7

CANTIDAD

p.a. p.a. p.a. 3M

4 Procedimiento EXPERIMENTO VIRTUAL

4.1 Preparación de HCl 0.1 M Calcular el volumen de ácido clorhídrico concentrado necesario para preparar 250 ml de disolución 0.1 M

Pureza de HCl conc. (%)

Densidad de HCl conc. (g/ml)

Volumen de solución a preparar (ml)

Concentración de solución a preparar (M)

Volumen de HCl conc. (ml)

36%

1.176

250

0.1

2,155



Cálculo del volumen de HCl en la solución:

C1 =1,176

gsol 1000 c m3 sol 36 gHCl 1 molHCl =11,599[ M ] · · · 1 ltsol 100 gsol 36,5 gHCl c m 3 sol

V 1=

C 2 V 2 0,1 [ M ] ·250 ml = 11,599 [ M ] C1

V 1=2,155 ml

El volumen requeridoconcentrado ( 0,1 M ) es entonces :2,155 ml

4.2 Preparación de NaOH 0.1M

Calcular la masa de hidróxido de sodio sólido necesaria para preparar 250 ml de disolución 0.1 M

Pureza del hidróxido de sodio (%)

Volumen de solución a preparar (ml)

Concentración de solución a preparar (M)

Masa de NaOH a pesar (g)

99%

250

0.1

1,010



Cálculo de la masa a utilizar de NaOH en la solución:

m NaOH =250 mlsol·

0,1molNaOH 40 gNaOH 100 gNaOH =1,010 gNaOH · · 1000 mlsol 1 molNaOH 99 gNaOH

La masarequerida concentrado ( 0,1 M ) es entonces :1,010 gNaOH

4.3 Estandarización de la solución de HCl 0.1 M 

Cálculo de la concentración exacta del HCl para cada prueba:

Masa de

Volumen de HCl empleado en la estandarización

Na2 CO3 (g)

(ml)

1

0.209

37.8

2

0.201

37.7

3

0.205

37.7

Nº



Determinación los moles de HCl según la ecuación química:

2 HCl+N a 2 C O 3 →2 NaCl+ H 2 C O 3

Nº 1 2 3 

2 molHCl 0.209 gN a2 C O3 · 106 gN a2 C O 3 2 molHCl 0.201 gN a2 C O 3 · 106 gN a2 C O 3 2 molHCl 0.205 gN a2 C O3 · 106 gN a2 C O 3

−3

3,943× 1 0 3,792 × 10

−3

−3

3,868 ×1 0

Determinación de la concentración Molar [M]:

[ M ]=

n

1 2 3



mol HCl

Conversión

numero de mol soluto litros de solución

Molaridad −3 3,943 ×1 0 molHCl [ M 1 ]= 0,0378 ltsoluci ó n 3,792 ×1 0−3 molHCl [ M 2 ]= 0,0377 ltsoluci ó n −3 3,868 ×1 0 molHCl [ M 3 ]= 0,0377 ltsoluci ó n

Concentración [ M ] 0,104 0,101 0,103

Cálculo y tratamiento estadístico de datos: n

C [M ]

C−C¯

(C−C¯ )2

1

0,104

0,00133

0,000001768

2

0,101

-0,00166

0,000002756

3

0,103

0,00340

0,000001156

¯C =

0,1026

Σ= 0,00000189

¯ ¿2 C− C ¿ ¿ n(n−1) Σ¿ ¿ ε sC =√ ¿ 

ε sC =0,0006

El error de la concentración molar será entonces:

ε sC =(0,1026 ± 0,0006)[ M ]

% ε sC =(0,1026 ± 0,5844 )%

4.4 Estandarización de la solución de NaOH 0.1 M 



Calcule la concentración exacta del NaOH para cada prueba

Nº

Volumen de NaOH (mL)

Volumen de HCl empleado en la estandarización

1 2 3

20 20 20

(ml) 19.7 19.3 19.4

Determinación los moles de NaOH según la ecuación química:

HCl+ NaOH → NaCl +H 2 O

C1 · V 1 = C 2 · V 2 C1 · V 1 C2 = V2

Concentración [ M ]

n

1 2 3

0,104 [ M ]· 19,4 [ml ] C2 = 20 [ml ] 0,101[ M ] ·19,3 [ml ] C2 = 20[ ml] 0,103 [ M ] ·19,4 [ ml] C2 = 20[ ml ]

0,10088 0,0974 0 0,09991



Cálculo y tratamiento estadístico de datos n

1 2 3

C−C¯

C [M ] 0,10088 0,0974 0 0,09991

C¯ =

(C−C¯ )

2

0,00149 -0,00199 0.00052

0,000002220 0,000003960 0,0000002704 Σ= 0,000002 15

0,099 39

¯¿ C− C ¿ ¿ n(n−1) Σ¿ ¿ ε sC =√ ¿ 2



ε sC =0,000599

El error de la concentración molar será entonces:

ε sC =(0,0994 ±0,0006)[ M ]

% ε sC =(0,0994 ± 0,604 ) %

 EXPERIMENTO CON SIMULADOR 4.5 Preparación de H2SO4 0.1 M

Concentración Inicial HCl (M) 11.6 , 

Volumen de solución a preparar (ml)

Concentración de solución a preparar (M)

Volumen de solución calculada (ml)

250

0.1

2,15

Cálculo del volumen en la solución:

V 1=

V 1=

C 2∗V 2 · C1

C2 V 2 0,1 [ M ] ·250 ml = C1 11,6[ M ]

El volumen requerido concentrado ( 0,1 M ) es entonces :2,15 ml

4.6 Estandarización de la solución de H2SO4 0.1 M

Nº

Volumen de H2SO4 (mL)

Volumen de NaOH empleado en la estandarización (ml)



1

10

2

10

9.82 9.23

3

10

9.14

Determinación los moles de NaOH según la ecuación química:

HCl+ NaOH → NaCl +H 2 O

C1 · V 1 = C 2 · V 2 C1 · V 1 C2 = V2

Concentración [ M ]

n

0.121[ M ] · 9.82[ml ] C2 = 10[ ml] 0,141[ M ] · 9.23 [ ml] C2 = 10[ ml] 0,115 [ M ]· 9.14 [ ml] C2 = 10[ ml]

1 2 3



0,119 0,130 0,105

Cálculo y tratamiento estadístico de datos n

C [M ]

C−C¯

1 2 3

0,119 0,130 0,105

0,001 0.012 -0.013

C¯ =

0,118

(C−C¯ )

2

0,000001 0,000144 0,000169 Σ= 0,000104 67

¯ ¿2 C− C ¿ ¿ n(n−1) Σ¿ ¿ ε sC=√ ¿ 

ε sC =0,00418

El error de la concentración molar será entonces:

ε sC =(0,118 ±0,004 )[ M ]

% ε sC =(0,118 ± 0.984 ) %

7. ACTIVIDAD EXPERIMENTAL (en casa) Materiales 5 Vasos 1 Jeringa de 5 o 10 mL 1 Cucharilla pequeña

Reactivos Sal común Azúcar de mesa Agua Alcoho Aceite Detergente de cocina

7.1 FORMACIÓN DE SOLUCIONES PROCEDIMIENTO

•

En dos vasos verter.20 mL de agua, y 20 mL de alcohol respectivamente con ayuda de la jeringa

•

A cada vaso agregar una porción exacta de cloruro de sodio (1 cucharilla pequeña Rasa)

•

Inicie cronómetro y agite la mezcla, cuando el soluto se disuelva en alguno de los dos disolventes pare el conómetro.

•

Registre el tiempo de disolución y anota las observaciones del experimento respecto a la solubilidad del soluto en el disolvente.

•

Repita la experiencia, pero en este caso agregue azúcar de mesa como soluto.

•

Repita la experiencia por tercera vez utilizando 10 gotas de aceite.

•

Al vaso que contiene aceite y agua añada detergente de cocina y agite.

REGISTRO DE DATOS

Agua

Alcohol

Tiempo (s)

Solubilidad

Tiempo (s)

Solubilidad

Cloruro de sodio

60.96

Si

-- -------

No

Sacarosa

71,29

Si

---------

No

Aceite

------

No

---------

No

¿Se disuelve el aceite al agregar el detergente de cocina? Si se disuelve no es su totalidad, pero si una gran parte. ¿Por qué? Emita sus conclusiones de la experiencia Al agitar una parte del aceite se mezcla con el agua formando una emulsión y el líquido aparece turbio. Lo que ocurrió es que la detergente forma puentes entre las moléculas de agua y las de aceite y entonces el aceite forma gotitas muy pequeñas que generan la turbidez. Links de video experimento en casa

https://drive.google.com/file/d/146oBg4oc8c2jd5 vo4-nQp_SGKPaTiRZd/view?usp=sharing https://drive.google.com/file/d/1PdGVbGMrEyzX J4nj5fZrWSs9XhQiUrj1/view?usp=sharing https://drive.google.com/file/d/1DLlTPUjjK5Uw7_ nk-CnZwpk3b7jJUxlY/view?usp=sharing https://drive.google.com/file/d/1OvFspUJcyIo9ys PJZj0MwU65Iqt9fRK7/view?usp=sharing

7.2 FACTORES QUE AFECTAN LA SOLUBILIDAD En dos vasos verter 20 mL de agua fría y 20 mL de agua



caliente (recién hervida) 

Agregar una cucharilla rasa de sal común a cada vaso.



Iniciar el cronómetro y agitar al mismo tiempo ambos vasos.



Registre el tiempo cuando se haya disuelto por completo el soluto en cada vaso. Repita la experiencia, agregando azúcar de mesa como soluto



REGISTRO DE DATOS • •

Registre el tiempo en que se disuelve el soluto Emita sus conclusiones

Tiempo de disolución en Agua Fría Cloruro de sodio Sacarosa Aceite

60.96 71,29 ---No existe Disolucion

Tiempo de disolución en Agua caliente 47,40 38.48 ---No existe Disolucion

Llegamos a la conclusión de que el aceite nose va diluir por mas que el agua este hervida ni fría y podemos notar que la disolución en agua fría y agua caliente no es la mismas hay variaciones

8. CONCLUSIONES.



En el desarrollo de la práctica aprendí la gran necesidad de contar con sustancias denominadas patrón, las cuales considero fundamentales a la hora de estandarizar un compuesto químico preparado en el laboratorio, así como también aprendí a determinar esta concentración tomando en cuenta los datos señalados en el frasco de donde proviene la solución, así como la forma de determinar por cálculos el valor aproximado de la concentración de un determinado compuesto.



Esta práctica fue fundamental para poder poner en práctica distintos conceptos que aprendí en la primera parte de este semestre, así como su utilidad a la hora de trabajar en el laboratorio con cualquier sustancia que pueda llegar a preparar para cualquier otro futuro experimento en el cual se puedan presentar imprecisiones a la hora de preparar una solución.



También considero muy importante el uso de los diferentes indicadores de pH como la fenolftaleína y el naranja de metilo, dado que gracias

a estos

indicadores es posible evidenciar a simple vista los cambios de compuesto que se dieron en las reacciones químicas efectuadas en laboratorio, puesto que los intervalos de estos indicadores nos posibilitaron la determinación de datos tan importantes a la hora de titular como ser el cambio de pH ácido a básico y viceversa, puesto que para estos cálculos necesitábamos de datos de alta confiabilidad para obtener pequeños márgenes de error, considero que la utilización de estos indicadores será de gran importancia para futuros experimentos y para efectuar cálculos en los que podamos minimizar nuestro margen de error y obtener sustancias con concentraciones confiables.. 

Considero que un aspecto muy rescatable para la determinación del equivalente gramo es la masa, dado que en la práctica pudimos comprobar que mientras la masa que dispusimos para reaccionar fue menor el valor del equivalente se alejó un poco más del valor verdadero en comparación con el valor mayor de masa que pusimos a reaccionar.



Otro aspecto que considero importante de mencionar es el del empleo de la bureta en el laboratorio, ya que este instrumento fue de vital importancia en

este experimento, considero que las precauciones del trabajo con este instrumento deben ser enfatizadas para su empleo, para evitar que el instrumento se agripe o llegue a clizar

9. BIBLIOGRAFIA. 

CORONEL,

LEONARDO.

Como

resolver

problemas

de

Química

Preuniversitaria, 2004 

MONTECINOS, EDGAR- MONTECINOS, JOSE. Química General. Prácticas de Laboratorio, 1989



BABOR JOSE - IBARZ, JOSE. Química General Moderna, (1997)



DOCENTES FACULTAD DE INGENIERIA. Química Curso Prefacultativo (2004).

)....