UNIDADES DE CONCENTRACIÓN FISICAS PDF

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UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE CIENCIAS BASICAS Y EDUCACION LICENCIATURA EN CIENCIAS NATURALES Y EDUCACION AMBIENTAL LABORATORIO DE SINTESIS ORGANICA PREPARACIÓN DE SOLUCIONES EXPRESIONES FISICAS

OBJETIVOS  Aplicar las expresiones químicas en las preparaciones de las soluciones  Preparar soluciones con diferentes concentraciones  Estudiar las diferentes expresiones físicas en las cuales se expresa la concentración de una solución RESUMEN Se llevó a cabo la preparación de diferentes disoluciones, cada una con distintas concentraciones de solutos y para ello se realizaron los cálculos correspondientes; en el caso del NaCl se requirió 100g 4% p/p, de sacarosa 200ppm, para el azúcar de leche 2% p/p y de NaHO3 4% p/v; todas diluidas en el disolvente universal (H2O) siendo agitadas constantemente. Finalmente se realizó una titulación del vinagre utilizando Fenolftaleína para determinar la cantidad de ácido acético. PALABRAS CLAVES Disolución,Concentración,Solvente,Soluto. ABSTRACT The preparation of different solutions was carried out, each with different solute concentrations and for this the corresponding calculations were made; in the case of NaCl, 100 g 4% w / w, sucrose 200 ppm were required for 2% w / w milk sugar and 4% w / v NaHO3; all diluted in the universal solvent (H2O) being constantly stirred. Finally, a vinegar titration was performed using phenolphthalein to determine the amount of acetic acid. KEYWORDS Dissolution, concentration, solvent, solute.

JUSTIFICACIÓN Esta practica de laboratorio de laboratorio será llevado a cabo con el fin de retroalimentar los conocimientos basicos referentes a la preparación de soluciones quimicas y expresarlas en terminos de unidades fisicas. Su importancia radica en la importancia de comprender la tematica ya que es esencial para futuras practicas de laboratorio. INTRODUCCIÓN Una solución química es la mezcla homogénea de una o más sustancia. Entendiéndose por homogeneidad en que la mezcla sea uniforme ya sea a simple vista a al microscopio. El componente dispersado en mayor cantidad se denomina soluto y el componente dispersante en mayor cantidad, solvente. Las partículas de los diversos componentes deben de ser de tamaño molecular en el orden de 10 Å (10-8 cm) de diámetro o menor. La mezcla se denomina coloide cuando las partes, soluto y solvente, tienen un tamaño molecular entre 10 y 1000 Å de diámetro. Según el tamaño de las partículas las soluciones coloidales se pueden clasificar en geles, emulsiones, espumas, aerosoles. Cuando el tamaño de las partículas es mayor a 1000 Å la mezcla se conoce como suspensión y en este caso sus componentes pueden separarse por decantación o filtración. Unidades de concentración La concentración de una solución puede expresarse en unidades físicas o en unidades químicas. Cuando se emplean unidades físicas, las concentraciones de las soluciones se expresan generalmente de la siguiente forma:

AUTORES: ARIZA ANYI –CORTINA CAMILO,SOCARRAS LEIDIS. DOCENTE: JAVIER GOMEZ ASIGNATURA: SINTESIS ORGANICA

Porcentaje en peso: Es la relación entre el peso del soluto, disuelto en los gramos de solución. 𝒎𝒂𝒔𝒂 𝒅𝒆 𝒔𝒐𝒍𝒖𝒕𝒐 (𝒈) %𝑷/𝑷 × 𝟏𝟎𝟎 𝒎𝒂𝒔𝒂 𝒅𝒆 𝒔𝒐𝒍𝒖𝒄𝒊ó𝒏 (𝒈) Porcentaje de peso por volumen: se define como la cantidad en peso (g) de soluto presente en un volumen de solución (generalmente en litro). %

      

Reactivos Agua Cloruro de sodio Alcohol antiséptico Carbonato de sodio Endulzante Sacarosa Vinagre FICHAS DE REACTIVOS

𝑃 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 (𝑔) × 100% = 𝑉 𝑉 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 (𝑚𝐿)

Porcentaje de volumen a volumen: Corresponde a los litros o mililitros de soluto por litros o mililitros de solución. %

𝑉 𝑉 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 (𝐿) = 𝑉 𝑉 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 (𝐿)

Partes por millón (ppm): corresponde a los miligramos de soluto (mg) por litros de solución. 𝑝𝑝𝑚 =

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 (𝑚𝑔) 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 (𝐿) × 100%

METODOLOGÍA Aprovechar la solubilidad de las sustancias químicas en la preparación de soluciones de expresiones diferentes; haciendo énfasis en las características de cada una y la importancia de la concentración en la aplicación de alguna situación. Materiales  Balanza  Vaso de precipitado  Erlenmeyer  Pipetas  Peras de succión  Balones volumétricos  Vidrio de reloj  Espátulas  Agitadores de vidrio

AUTORES: ARIZA ANYI –CORTINA CAMILO,SOCARRAS LEIDIS. DOCENTE: JAVIER GOMEZ ASIGNATURA: SINTESIS ORGANICA

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PROCEDIMIENTO 1. Se prepararon las siguientes soluciones: 1.1. Una solución de 100g al 4% p/p NaCl en agua. 1.2. Una solución de 100 ml 200 ppm de sacarosa en agua. 1.3. Una solución de azucar de leche 2% p/p 100g. 1.4. Una solución al 4% p/v 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 en 100 ml de solución. 2. En segunda instancia se realizó la titulación del vinagre para determinar la cantidad de ácido acético contenida en este. Para esto se tomaron 20 mL del vinagre, lo que se llevaron a un matraz, luego se añadieron un par de gotas de fenolftaleína. La bureta se llenó con disolución de NaHCO3 de concentración 4% p/p equivalente a 0.5 M .Una vez listo el montaje se abrió la llave dejado caer gotas de bureta mientras se va agitando el matraz hasta que se tornó de una blanco lechoso y se cerró la bureta, para luego medir el volumen de solución vertidos. Dicha titulación se repitió pero con 37 ml de vinagre. RESULTADOS 1. Solución de 100g al 4% p/p NaCl en agua. 𝑝 𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 × 100% % = 𝑝 𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 4% × 100 𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 = 100% 𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 = 4 𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 2. Solución de 100 ml 200 ppm de sacarosa en agua. 𝑚 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 × 100% 𝑝𝑝𝑚 = 𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 𝑚 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 200𝑝𝑝𝑚 = 0.1 𝐿 𝑚𝑔 × 0.1𝐿 𝑚 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 = 200 𝐿 𝑚 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 = 20 𝑚𝑔 3. Solución de azucar de leche 2% p/p 100g. 2% × 100 𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 = 100%

𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 = 2𝑔 𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 = 100𝑔 − 2𝑔 = 98𝑔 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒 4. Solución al 4% p/v NaHCO_3 en 100 ml de solución. 𝑔 4 𝑚𝑙 × 100 𝑚𝑙 𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 = 100% 𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 = 4𝑔 46g de solvente 5. En esta titulación se obtuvo la siguiente reacción química: 𝑵𝒂𝑯𝑪𝑶𝟑 + 𝑪𝑯𝟑 𝑪𝑶𝑶𝑯 ↔ 𝑵𝒂𝑪𝑯𝟑 𝑪𝑶𝑶𝑯 + 𝑪𝑶𝟐 ↑ +𝑯𝟐 𝑶 En el primer intento donde se emplearon 20 ml de vinagre se virtieron 44,8 ml de bicarbonato de sodio y para el segundo se tomaron 37 ml de vinagre y se gastaron 69 ml de bicarbonato de sodio. ANALISIS DE RESULTADOS 1. Para preparar una solución 4% p/p de NaCl se deben agregar 4g de NaCl y agregar 96g de agua. 2. Para preparar una solución de 100 ml 200 ppm de azúcar en agua se deben tomar 20mg de NaCl es decir 0.02 g de NaCl llevar a un balón aforado y completar hasta 100 ml. 3. Para preparar una solución de azúcar de leche 2% p/p 100g. se deben agregar 2g de azúcar de leche y disolver en 98 g de agua. 4. Para preparar una solución al 4% p/v NaHCO3 en 100 ml de solución de deben agregar 4g de bicarbonato de sodio en 96g de agua. 5. Por tanto es necesario calcular la concentración del ácido acético entonces: 1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 44,8 𝑚𝑙 𝑑𝑒 𝑏𝑎𝑠𝑒 × 1000 𝑚𝑙 𝑏𝑎𝑠𝑒 = 0.0448 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 Como según la ecuación 1mol de 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 reacciona con 1 mol de ácido acético, tendremos 0.0448 moles de ácido acético. Como esa cantidad estaba en un volumen de 20 ml de vinagre la molaridad del

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vinagre posiblemente será: 0.0448 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝐻 20 𝑚𝑙 𝑣𝑖𝑛𝑎𝑔𝑟𝑒 1000 𝑚𝑙 𝑣𝑖𝑛𝑎𝑔𝑟𝑒 × 1 𝐿 𝑣𝑖𝑛𝑎𝑔𝑟𝑒 = 2.24 𝑀 La concentración en gramos/litros: 2.24 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝐻 1 𝐿 𝑣𝑖𝑛𝑎𝑔𝑟𝑒 60 𝑔 𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝐻 × 1𝑚𝑜𝑙 𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝐻 𝑔 𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝐻 = 134.4 𝐿 𝑣𝑖𝑛𝑎𝑔𝑟𝑒 La concentración p/p considerando que la densidad de la solucion es de 1.0 g/ml: 𝑔 𝐶𝐻3 𝐶𝑂𝑂𝐻 1 𝑚𝑙 𝑣𝑖𝑛𝑎𝑔𝑟𝑒 134.4 × 1000 𝑚𝑙 𝑣𝑖𝑛𝑎𝑔𝑟𝑒 1 𝑔 𝑣𝑖𝑛𝑎𝑔𝑟𝑒 100 𝑔 𝑣𝑖𝑛𝑎𝑔𝑟𝑒 × × 100% 100 𝑔 𝑣𝑖𝑛𝑎𝑔𝑟𝑒 = 13.44% EVIDENCIAS

Fotografias tomadas:Leidy Socarras

PREGUNTAS DE PROFUNDIZACIÓN 1. Cómo preparar 500 gramos de solución 25% p/p en cloruro de sodio en agua? RTA/ 𝑃 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 (𝑔) × 100% % = 𝑃 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 (𝑔) 𝑃 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 (𝑔) = × 100 𝑃 500𝑔 25% × 500𝑔 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 (𝑔) = 100% 25%

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 (𝑔) = 125 g Para preparar dicha solución se deben tomar 125 g de NaCl y disolver en 380 g de agua. 2. ¿Qué solución tiene mayor concentración, 1000g de una solución 10%p/p de NaCl o una solución de 1000 mililitros 1 molar de NaCl? RTA/ 𝑃 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 (𝑔) 10% = × 100 𝑃 1000𝑔 10% × 1000𝑔 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 (𝑔) = 100% Masa de soluto= 100g Gramos de solvente= gramos de solución – gramos de soluto Gramos de solvente = 1000g – 100g = 900g 𝑔 1𝐿 900𝑔 × 1 = 900 𝑚𝑙 × 𝑚𝑙 1000 𝑚𝑙 = 0.9 L de solvente 𝑔 1𝐿 100𝑔 × 1.8 = 180 𝑚𝑙 × 1000 𝑚𝑙 𝑚𝑙 = 0.18 L de soluto Volumen de solución= L de soluto + L de solvente Volumen de solución= 0.18 L + 0.9 L Volumen de solución = 1.08 L 𝑛 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝑀= 𝐿 𝑑𝑒 𝑆𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 100𝑔 58,44 𝑔/𝑚𝑜𝑙 𝑀= 1.08 𝐿

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1.71 𝑚𝑜𝑙 𝑀= 1.08 𝐿 𝑀 𝑀 = 1.5 𝐿 𝑀 = 1.5𝑀 4. ¿Cuál es la importancia tienen los patrones primarios? RTA/ Al hablar de un patrón primario hacemos referencia a una sustancia de alta pureza quien juega un papel importante porque sirve como referencia al momento de hacer una valoración o estatización, y mediante una relación estequiometria se logra establecer la fuerza reaccionante de un titulante. 5. ¿Qué se entiende por valoración o titulación de las soluciones? RTA/ La titulación o valoración química es un proceso de análisis químico en el laboratorio, por el que se mide la cantidad de la concentración de una sustancia en una muestra. Puede ser de varios tipos y también se llama análisis volumétrico. El proceso de adición de volúmenes de la disolución conocida se denomina valoración. Generalmente la disolución con el reactivo conocido (disolución valorante, se prepara a partir de un patrón u otro reactivo, en cuyo caso debe ser normalizada previamente) se coloca en una bureta y la disolución de la muestra que contiene el analito en un Erlenmeyer.

soluciones deben se tapadas y almacenadas para que estas no sean contaminadas ni tampoco pierdan sus concentraciones. BIBLIOGRAFIA Pickering William F. “Quimica Analitica Moderna”. Primera edicion. Editorial Reverte. Barcelona España. 1.980. pag: 51. Harris, Daniel C. “Analisis Quimico Cuantitativo” Tercera edición en español. Editorial Reverte. Barcelona España, 2.006. pag: 129-130. REFERENCIAS Las imágenes y picotgramas: RICA, U. D. (01 de 03 de 2020). ESCUELA NACIONAL DE QUIMICA. Obtenido de http://www.quimica.una.ac. cr/index.php/documentoselectronicos/category/13hojas-de-seguridad

CONCLUSIONES Durante esta práctica se observó la importancia de realizar mediciones exactas para realizar las soluciones de manera adecuada y precisa, los distintas unidades de concentraciones físicas de igual manera como a partir de las soluciones donde su concentración es conocida podemos llegar a determinar la concentración de otras las cuales son desconocidas. Además atreves de la investigación se dio a conocer que las AUTORES: ARIZA ANYI –CORTINA CAMILO,SOCARRAS LEIDIS. DOCENTE: JAVIER GOMEZ ASIGNATURA: SINTESIS ORGANICA...