Práctica 1 química - Preparación de disoluciones PDF

Preview

Summary

Preparación de disoluciones...

Description

ETSID - GIM

Química, 317

PRÁCTICA 1 Preparación de Disoluciones

Eduardo Costa

1.

Objetivos de la experiencia :

Aprender sobre la preparación de disoluciones: Preparación de 1000 ml de disolución NaOH 1M y de 1000 ml de disolución HCl 1M. Necesitamos preparar estas disoluciones para utilizarlas en las prácticas posteriores.

2.

Aparatos, Materiales y Reactivos utilizados: 2.1. Aparatos, Materiales y reactivos necesarios 1000 ml disolución NaOH 1 molar Aparatos: Balanza granatario Materiales: 1 Vaso de precipitados de 500mL 1 Probeta de plástico de 500mL 1 Probeta de plástico de 1000mL 1 Espátula de plástico 1 Vara de vidrio 1 Frasco de plástico de 500mL, 1 Frasco de vidrio de 1000mL 2 Frascos lavadores con agua destilada 1 Escobilla 1 Recipiente con jabón. Reactivos: Hidróxido-NaOH (S) y agua destilada.

2.2. Aparatos, Materiales y reactivos necesarios 1000 ml disolución HCl 1 molar Aparatos:

Vitrina de gases.

Materiales: 1 Vaso de precipitados de 600 mL. 1 Probeta de plástico de 1000 mL. 1 Probeta de plástico de 1000 mL. 1 Frasco lavador que contiene agua destilada. 1 Frasco de vidrio de 1L. 1 Etiqueta para indicar datos de la disolución. Reactivos: Agua destilada, ácido clorhídrico concentrado (L)

3.

Normativa de seguridad: Este apartado contiene las fichas de seguridad de los solutos empleados en las disoluciones de esta práctica.

Ficha de seguridad del hidróxido de sodio NaOH. El NaOH tiene la etiqueta de corrosivo, es nocivo en caso de ingestión y puede provocar también quemaduras en la piel y lesiones oculares graves; por lo que es necesaria la utilización de gafas, guantes y bata de laboratorio.

Ficha de seguridad del ácido clorhídrico HCl El HCl tiene las etiquetas de corrosivo y peligroso para la salud. Por ello, además de ser corrosivo, es peligroso porque puede irritar las vías respiratorias; por lo que es necesaria la utilización de gafas, guantes y bata de laboratorio, además de manipularlo exclusivamente en la vitrina de gases para evitar totalmente la ingesta de éstos.

Nota: De las fichas de seguridad he adjuntado las frases de riesgo "H" (hazard) y de seguridad "P" (prevent).

4.

Método experimental

Preparación 1L de disolución de 1 molar de NaOH (hidróxido de sodio): 4.1. Taramos el vaso de precipitados en la balanza granatario para que el peso de este se considere 0. Con la espátula de plástico, añadimos la cantidad necesaria de NaOH (s), que en este caso son 20,18g para conseguir 500mL de disolución NaOH 1M. 4.2. Añadimos 100 mL de agua destilada y mezclamos con la vara de vidrio. 4.3. Verter esta disolución en la bureta de 500mL, y añadir la cantidad de agua destilada necesaria para llegar a los 500mL. Mezclar con la vara de vidrio. 4.4. Coger un frasco de plástico y limpiarlo con agua destilada y un poco de cantidad de la disolución, para que así cuando introduzcamos la disolución de NaOH 1M no cambie su molaridad. 4.5. Limpiar todos los utensilios utilizados con agua del grifo, jabón y la escobilla. Cuando se haya eliminado del todo el jabón, enjuagar con agua destilada para su reutilización.

Preparación 1L de disolución de 1 molar de HCl (ácido clorhídrico): 4.6. Tomamos un vaso de precipitados de 600 mL. y le añadimos 400 mL. de agua destilada. 4.7. Nos lo llevamos este a la vitrina de gases donde hay que llenarlo con 0,082 L de HCl. Antes, tomamos una probeta de 1L y vertemos sobre ésta 0,082L de HCl, para luego verterlo en el vaso de precipitados. 4.8. Limpiar con agua destilada la probeta utilizada, para dejarla totalmente limpia. 4.9. Vuelta a puesto de trabajo y agitado con la varilla de vidrio de la disolución hasta que esta sea total. 4.10. Vertido de la disolución en la probeta de 1L, que hay en nuestro puesto de trabajo, tras ver que está a temperatura ambiente. 4.11. Limpieza de vaso de precipitados añadiendo agua destilada durante 2 o 3 veces como mínimo. 4.12. Llenado de probeta de 1L con agua destilada, donde se contiene la disolución, hasta llegar a 1L. 4.13. Finalmente vertemos la disolución en un frasco de vidrio transparente cerciorándonos que esté completamente limpio y vacío para no contaminar nuestra disolución. 4.14. Antes de su guardado, etiquetar con; nombre reactivo, concentración disolución, fecha de preparado, pictograma y frases de seguridad y nombres de preparadores disolución.

5.

Observaciones, datos y gráficos:

Observaciones del NaOH: Cuando se manipule el NaOH(s), hay que darse mucha prisa, porque se humedece, y de esa forma la cantidad de NaOH en la cantidad medida no es la misma (por el peso del agua). Al verter la disolución de NaOH de 100mL en la bureta, y añadir 400mL de agua destilada, aumentó la temperatura de la disolución. Esto es debido al efecto ácido-base. Otra cosa a tener en cuenta es que al limpiar el frasco de plástico con cierta cantidad de la disolución, solo nos quedamos con 440mL de está, por lo que no tenemos los 500mL solicitados. Datos del NaOH: Sabemos que la riqueza del NaOH(s) es de 99,1%, por lo que habrá que averiguar cuánto es el 100%, que da 20,18g. Observaciones del HCl: Utilizar siempre el mismo frasco lavador de agua destilada, para que utilicemos siempre agua destilada de la misma pureza. Cerciorarse que la medida solo será efectiva si esta se realiza en la probeta. Aquella obtenida en los vasos de precipitados no será válida, ya que estos no están hechos para medir. La disolución final hay que guardarla en un frasco de vidrio para evitar que se altere, debido a la durabilidad y limpieza del frasco. Si se contiene en un frasco de plástico, el contacto

prolongado con éste podría deteriorarlo. Enjuagar el material de contención de disoluciones con agua potable y después con agua destilada 2, 3 veces. Muy importante hacer bien esta operación para asegurarnos que el material utilizado queda completamente descontaminado para realizar las posteriores prácticas de laboratorio. De no ser así, no se conseguirá el objetivo propuesto en las siguientes prácticas. Datos del HCl: Conocemos que el ácido clorhídrico contiene; densidad = 1,19 g/mL., riqueza = 37% p/p, masa molar = 36,46 g/mol. Con estos datos averiguaremos que volumen de HCl hay que verter sobre el agua destilada para que la disolución objeto de esta práctica sea efectiva.

6.

Cálculos:

Disolución NaOH + H2O 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟𝑖𝑑𝑎𝑑 =

º  ()

 ó

𝑁º𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 (𝑁𝑎𝑂𝐻) =

  ()

  ( )

Primero hayamos el nº de moles de NaOH para obtener la masa del soluto. Como el soluto tiene una riqueza del 99,1%, esta se le añade a la masa final del soluto. 𝑀𝑜𝑙𝑒𝑠 (𝑁𝑎𝑂𝐻 ) = 𝑀𝑜𝑙𝑎𝑟𝑖𝑑𝑎𝑑 · 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 ó = 1𝑀/𝐿 · 0,5𝐿

𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 = 𝑁º 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 · 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑐𝑢𝑙𝑎𝑟 = 0,5 𝑔 · 40𝑔/𝑚𝑜𝑙 𝑝 100% 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 · 𝑟𝑖𝑞𝑢𝑒𝑧𝑎%   = = 20,18𝑔 𝑝 99,1%

Moles (NaOH) = 0,5 moles Masa soluto = 20 g. soluto Masa soluto enriquecida = 20,18g

Disolución HCl + H 2O 𝑚𝑎𝑠𝑎 =

 

𝑁º 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 =



 

𝑁º𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠_𝐻𝐶𝑙 · 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛_𝐻𝐶𝑙 = 𝑁º𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠_𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 · 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛_𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛

Primero hayamos la masa contenida en 1 mL. de clorhídrico con la 1ª fórmula. Luego con la 2ª, el nº de moles, añadiéndole el 37% de riqueza que tiene el HCl. Averiguado el nº de moles de la disolución, como hay que preparar una disolución de HCl con H 2O destilada de 1L a 1 molar, tenemos que averiguar qué volumen (L) tenemos que añadir de HCl en la pipeta de 1L de la vitrina de gases. Para ello utilizamos la 3ª fórmula. 

𝑚 ==

, / 

= 1190 g

1190𝑔 ·0 ,37 = 12,08 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 36,46 𝑔/𝑚𝑜𝑙 𝑁º𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠  · 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛  = 𝑁º𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠_𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 ·𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛_ 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 12,08 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝐻𝐶𝑙 · 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝐻𝐶𝑙 = 1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 · 1 𝐿 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖 ó𝑛 1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó 𝑛 · 1𝐿 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝐻𝐶𝑙 = 12 ,08 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝐻𝐶𝑙 𝑁º 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 =

7.

m = 1190 g de HCl Nº de moles = 12,08 moles HCl

Volumen HCl = 0,082 L HCl

Conclusiones:

Disolución 1L de 1molar de NaOH: La disolución de NaOH cuando se deba de diluir hay que echarle el agua siempre por partes, sino podría aumentar muy repentinamente la temperatura y causar problemas. La próxima vez intentaremos obtener más cantidad de disolución, para evitar que ésta se nos reduzca tanto después de limpiar el frasco en el que se va a guardar. Finalmente hemos conseguido una disolución de 1M de 440mL de NaOH que podremos utilizar en las prácticas posteriores.

Disolución 1L de 1molar de HCl: Cuando se vierten los 0,082 L de ácido clorhídrico sobre el agua destilada contenida en el vaso de precipitados, hay que hacerlo poco a poco para que la temperatura no aumente de repente. Hay que esperar unos segundos para que se enfríe ligeramente para poder transportarlo a nuestro puesto de trabajo. En este hay que esperar unos minutos más para que se termine de enfriar la disolución, antes de agitar la mezcla con la varilla de vidrio. De lo contrario, además de que la disolución no sería totalmente eficaz, corremos riesgos personales y materiales, ya no tenemos la disolución a una temperatura controlada. Finalmente hemos conseguido una disolución de 1M de 82 mL. de HCl que nos servirá para las próximas prácticas....