Titular soluciones de concentraciones expresadas en unidades químicas. PDF

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Summary

Se tituló una alícuota de 2 mL de disolución de 𝑯𝟐𝑺𝑶𝟒 de concentración desconocida, con NaOH 0.15M; se ha gastado de la bureta a, b y c mL de NaOH de dicha concentración. Determinar el porcentaje de error con el Valor teórico 1.0M...

Description

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR CENTRO DE QUÍMICA LABORATORIO DE PETRÓLEOS HOJA DE TRABAJO N° 12

APELLIDOS Y NOMBRES

CARRERA PETROLEOS

Abad León Loreley Estefanía Andrade Bustamante Cristian Miguel Arcos Borja Carlos Alberto Roddy Oliver Arellano Balcazar Kevin Jhoel Cabascango Méndez

GRUPO

1

FECHA DE ELABORACIÓN DE TRABAJO 31/08/2020 FECHA DE ENTREGA DE LA HOJA DE TRABAJO 01/09/2020 DÍA/ HORA

Lunes de 15:00 a 17:00 TEMA: TITULACIÓN 1. OBJETIVOS • Titular soluciones de concentraciones expresadas en unidades químicas. •

Conocer las valoraciones de normalidades de un ácido y una base mediante neutralización.

•

Comprende la importancia que tiene una solución valorada o titulada en el proceso de compuestos químicos.

•

Saber cuáles son los indicadores que permiten controlar el equilibrio ácido base.

2. GRÁFICO

Ilustración 1: Elaborado por Grupo de Trabajo 1

3. REGISTRO DE DATOS, CALCULOS Y ECUACIONES QUÍMICAS: CÁLCULOS Se tituló una alícuota de 2 mL de disolución de 𝑯𝟐𝑺𝑶𝟒 de concentración desconocida, con NaOH 0.15M; se ha gastado de la bureta a, b y c mL de NaOH de dicha concentración. Determinar el porcentaje de error con el Valor teórico 1.0M 2𝑁𝑎𝑂𝐻 + 𝐻2 𝑆𝑂4 → 𝑁𝑎2 𝑆𝑂4 + 2𝐻2 𝑂

a) 𝐶 = 26.3 𝑚𝐿 𝑁𝑎𝑂𝐻 ∗ 1000 𝑚𝐿 𝑁𝑎𝑂𝐻 ∗

1 𝑚𝑜𝑙 𝐻2 𝑆𝑂4

b) 𝐶 = 27.1 𝑚𝐿 𝑁𝑎𝑂𝐻 ∗ 1000 𝑚𝐿 𝑁𝑎𝑂𝐻 ∗

1 𝑚𝑜𝑙 𝐻2 𝑆𝑂4

c) 𝐶 = 27.5 𝑚𝐿 𝑁𝑎𝑂𝐻 ∗ 1000 𝑚𝐿 𝑁𝑎𝑂𝐻 ∗

1 𝑚𝑜𝑙 𝐻2 𝑆𝑂4

0.15 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻

0.15 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻

0.15 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻

∗

1000 𝑚𝐿 𝐻2 𝑆𝑂4

∗ 2 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻

1000 𝑚𝐿 𝐻2 𝑆𝑂4

∗

1000 𝑚𝐿 𝐻2 𝑆𝑂4

2 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻

2 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻

2 𝑚𝐿 𝐻2 𝑆𝑂4 ∗1 𝐿 2 𝑚𝐿 𝐻2 𝑆𝑂4

= 0.9863

𝑚𝑜𝑙 𝐿

= 0.9863𝑀 𝑑𝑒

= 1.016 ∗1 𝐿

𝑚𝑜𝑙

= 1.016𝑀

= 1.031

𝑚𝑜𝑙

= 1.031𝑀

2 𝑚𝐿 𝐻2 𝑆𝑂4 ∗1 𝐿

𝐿

𝐿

𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜 − 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 | ∗ 100 %𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 = | 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜 0.9863 + 1.016 + 1.031 1−( ) 3 | ∗ 100 %𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 = | 0.9863 + 1.016 + 1.031 ) ( 3

CÁLCULO DE ERROR

%𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 = 1.1%

CONVERSIONES Tabla1: Conversiones de concentración de H2SO4. a) Molaridad a Normalidad b) Molaridad a Normalidad 𝑵 = 𝑴 ∗ ∆𝒛

𝑵 = 𝑴 ∗ ∆𝒛

𝑁 = 0.9863𝑀 ∗ 2 = 1.973𝑁

𝑁 = 1.016𝑀 ∗ 2 = 2.032𝑁

c) Molaridad a Normalidad 𝑵 = 𝑴 ∗ ∆𝒛

𝑁 = 1.031𝑀 ∗ 2 = 2.062𝑁

Se tituló una alícuota de 3mL de disolución de NaOH de concentración desconocida con 𝑯𝟐 𝑺𝑶𝟒 0.1N; se ha gastado de la bureta a, b y c mL de 𝑯𝟐 𝑺𝑶𝟒 de dicha concentración. Determine el porcentaje de error de valor teórico 1N. 2𝑁𝑎𝑂𝐻 + 𝐻2 𝑆𝑂4 → 𝑁𝑎2 𝑆𝑂4 + 2𝐻2 𝑂

a) 𝐶 = 30.4 𝑚𝐿 𝐻2 𝑆𝑂4 ∗ 1000 𝑚𝐿 𝐻

0.1 𝑒𝑞𝐻

∗

1 𝑚𝑜𝑙 𝐻2 𝑆𝑂4 2 𝑒𝑞𝐻

∗ 1 𝑚𝑜𝑙 𝐻

b) 𝐶 = 30.8 𝑚𝐿 𝐻2 𝑆𝑂4 ∗

0.1 𝑒𝑞𝐻

∗

1 𝑚𝑜𝑙 𝐻2 𝑆𝑂4 2 𝑒𝑞𝐻

∗ 1 𝑚𝑜𝑙 𝐻

∗

1 𝑚𝑜𝑙 𝐻2 𝑆𝑂4 2 𝑒𝑞𝐻

∗ 1 𝑚𝑜𝑙 𝐻

2 𝑆𝑂4

1000 𝑚𝐿 𝐻2 𝑆𝑂4

c) 𝐶 = 30.6 𝑚𝐿 𝐻2 𝑆𝑂4 ∗ 1000 𝑚𝐿 𝐻

0.1 𝑒𝑞𝐻

2 𝑆𝑂4

2 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻 2 𝑆𝑂4

∗

1000 𝑚𝐿 𝑁𝑎𝑂𝐻 1 𝑒𝑞 𝑁𝑎𝑂𝐻 ∗ 3 𝑚𝐿 𝑁𝑎𝑂𝐻∗1 𝐿 1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻

= 1.013

𝐸𝑞 𝐿

= 1.013𝑁

2 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻 2 𝑆𝑂4

∗

1000 𝑚𝐿 𝑁𝑎𝑂𝐻 1 𝑒𝑞 𝑁𝑎𝑂𝐻 ∗ 3 𝑚𝐿 𝑁𝑎𝑂𝐻∗1 𝐿 1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻

= 1.027

𝐸𝑞 𝐿

= 1.027𝑁

2 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻 2 𝑆𝑂4

∗

1000 𝑚𝐿 𝑁𝑎𝑂𝐻 1 𝑒𝑞 𝑁𝑎𝑂𝐻 ∗ 3 𝑚𝐿 𝑁𝑎𝑂𝐻∗1 𝐿 1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻

= 1.02

𝐸𝑞 𝐿

= 1.02𝑁

CÁLCULO DE ERROR

𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜 − 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙| ∗ 100 %𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 = | 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜

CONVERSIONES

1.013 + 1.0 27 + 1.02) 3 1 −1.(013 + 1.027 + 1.02 | ∗ 100 %𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 = | ( ) 3 %𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 = 1.96%

Tabla2: Conversiones de concentración de NaOH. Normalidad a Molaridad Normalidad a Molaridad 𝑴 = 𝑵 ∗ ∆𝒛

𝑀 = 1.013𝑁 ∗ 1 = 1.013𝑀 4. DISCUSIÓN

•

𝑴 = 𝑵 ∗ ∆𝒛

𝑀 = 1.027𝑁 ∗ 1 = 1.027𝑀

Normalidad a Molaridad 𝑴 = 𝑵 ∗ ∆𝒛

𝑀 = 1.02𝑁 ∗ 1 = 1.02𝑀

Los factores que involucran realizar una titulación pueden afectar mucho a los resultados. El punto inicial es importante cuando no se ha añadido volumen alguno de solución valorante porque así se sabe que no hay un exceso de valorante al momento de iniciar la titulación. Los puntos intermedios donde hay una cantidad mayor de la sustancia a titular nos muestra que debemos añadir más valorante para llegar a la equivalencia. El punto de equilibrio o equivalencia es el objetivo porque aquí es donde sabemos que la cantidad de valorante es igual a la de la sustancia titulada y por ende la reacción está en equilibrio. Es aquí donde se debe tener mucho cuidado pues una sola gota de valorante puede llevar a una sobrevaloración y por lo tanto hay presente un exceso de valorante, puesto que la cantidad de sustancia titulada ya ha sido consumida totalmente, lo que significa que debemos comenzar todo el proceso nuevamente, lo que supone una perdida de tiempo y recursos. También se debe considerar las lecturas de menisco, el tarado de la balanza, de quitar las burbujas dentro de la bureta y además de lavar y secar correctamente el Erlenmeyer pues una sola gota puede afectar a la titulación. (Villalobos, 2013)

•

El porcentaje de error es proporcional a error cometido en la preparación de las sustancias, se sugiere que el error no sobrepase el 1%, pues valores mayores a este supondría un mal calculo o en la obtención de productos no deseados o en la concentración no deseada.

5. CONCLUSIONES • Para la realización de titulación de una disolución es muy importante la obtención de las concentraciones de forma correcta de la sustancia valorante o titulante. En nuestro caso una concentración de 0.15M para el NaOH nos presentó valores de 0.9863, 1.01 𝑦 1.031 de concentración Molar para una solución de H2SO4 y 0.1N para el H2SO4 nos presentó valores de 1.013, 1.027 𝑦 1.02 de concentración Normal para una solución de NaOH. • El uso de factores de conversión como la “galera” es un método optimo para obtener los mejores resultados, sin embargo, existen métodos que apresuran la obtención de resultados, pero hay que tener sumo cuidado puesto que el uso de la cuantificación de las concentraciones

entre 2 sustancias solo sirve cuando se conoce su concentración Normal. Los valores obtenidos

•

•

de 1.1% de error en la titulación de 𝐻2 𝑆𝑂4 y de 1.98% de error para el NaOH corroboran que los resultados fueron óptimos y por lo tanto hubo un equilibrio, además de que nos muestra que las disoluciones preparadas en el pasado están correctamente elaboradas y por lo tanto hay mínimo error. Las técnicas de medición de volúmenes mal aplicadas son un factor que puede afectar a las titulaciones por lo que hay que tener especial cuidado en la determinación del menisco. Debido a que un error en el calculo de las concentraciones puede afectar a uno disolución que esté bien preparada y es ahí donde radica la importancia de una solución bien preparada, pues ayudan a titular otras de una concentración desconocida y mediante esto conocer la concentración de esta. Pudimos observar que las diluciones tituladas acido-base tienen a la fenolftaleína como indicador de que está en equilibrio, teniendo en cuenta que se debe mover la disolución para acelerar el proceso de reacción de la fenolftaleína con la disolución y confirmar si está en equilibrio.

Bibliografía Huerta, A., & María, L. (2011). Conversión de unidades: Factores de conversión vs. reglas de tres. Recuperado el 25 de 8 de 2020, de https://riunet.upv.es/handle/10251/12644 Lloret, S. M. (2008). Proceso de dilución: preparación de disoluciones a partir de un líquido. Recuperado el 25 de 8 de 2020, de https://riunet.upv.es/handle/10251/1606 Villalobos, A. C. (2013). Comparación de la titulación de la acidez de leche caprina y bovina con hidróxido de sodio y cal común saturada. Recuperado el 1 de 9 de 2020, de http://kerwa.ucr.ac.cr/handle/10669/8515...