So Luci Ones

Universidad de San Martín de PorresFacultad de Medicina Humana

INTRODUCCIÓN

El presente informe nos ayudará a comprender un poco más sobre las soluciones, teniendo en cuenta su definición, composición, clasificación, concentración y sus factores principales que influyen en esta.

Nos explayaremos un poco y diremos que una solución es una mezcla de dos o más elementos o compuestos con un aspecto homogéneo. Teniendo en su composición un solvente (medio en el cual se mezclan o disuelven) y soluto (sustancia que se disuelve en el solvente).

Pasando a la clasificación en esta oportunidad hablaremos sobre aquella que toma como punto de partida la cantidad del soluto en la solución y así podemos encontrar a las soluciones concentradas, diluidas, saturadas e insaturadas.

En las unidades de concentración mediante algunas fórmulas podemos hallar el porcentaje de peso en volumen, volumen en volumen y peso en peso así mismo podemos hallar el número de moles de soluto o especie que se encuentra disuelta de manera homogénea en un litro de solución (Molaridad) o el número de equivalentes gramo de soluto contenidos en un litro de solución (Normalidad).

Por último hablaremos sobre los factores principales que influyen en la solubilidad estos factores pueden ser; estructuras y fuerzas intermoleculares, altas temperaturas, cambios de presión, superficie de contacto y la agitación.

Química Práctica 1


OBJETIVOS1. Conocer la definición de las soluciones o disoluciones.

2. Conocer los componentes de las soluciones o disoluciones.

3. Conocer los factores que influyen en la solubilidad.

4. Aprender sobre la clasificación de las soluciones según su cantidad de soluto en la solución.

5. Tener la capacidad de desarrollar problemas de concentración de soluciones, ya sea en porcentualidad, molaridad y /o normalidad.

6. Estandarizar una solución de concentración definida para realizar titulaciones.



PARTE EXPERIMENTAL

EXPERIMENTO N° 1

ESTANDARIZACIÓN DE NaOH 0.1N

Para preparar una disolución de una determinada concentración (por ejemplo 0.1 N) se parte de hidróxido sódico sólido comercial, se disuelve un peso conocido en agua destilada y se diluye a un volumen conocido. Al no ser el hidróxido sódico un patrón primario, esta disolución solo será aproximadamente 0.1 N, por lo que es necesario estandarizarla para conocer exactamente su concentración.

La estandarización la realizaremos con biftalato de potasio, que es una sustancia patrón primario. Como indicador de la titulación emplearemos fenolftaleína.

Materiales y reactivos

Hidróxido de sodio en lentejas Biftalato de potasio Fiola 500 mL Soporte universal Espátula Bombilla de jebe Bureta 50 mL Matraz 100 mL Agua destilada

Procedimientos



Colocar NaOH ± 0,1N en una bureta hasta la línea de referencia, ayudarse usando un embudo.

Por otro lado, en un matraz tipo Erlenmeyer, colocar 200 mg de biftalato y disolverlo con 20 mg de agua destilada y agitar; luego añadir fenolftaleína al 1 % etanol, 3 gotas.

Añadir gota a gota desde la bureta el NaOH ± 0,1N, sobre la solución del Erlenmeyer hasta la aparición de un color ligeramente rosado. Además, anotar el gasto de NaOH ± 0,1N : G



Aplicar la fórmula respectiva y hallar la normalidad exacta.

EXPERIMENTO N° 2

TITULACIÓN DE ÁCIDOS DE CONCENTRACIÓN DESCONOCIDA

Las titulaciones o valoraciones ácido-base son empleadas para determinar concentraciones de sustancias químicas con precisión y exactitud. Estas titulaciones



se llevan a cabo gracias a la reacción que ocurre entre ácidos y bases, formando sales y agua:

En términos generales la reacción entre cantidades equivalentes de ácidos y bases se llama neutralización o reacción de neutralización, la característica de una reacción de neutralización es siempre la combinación de hidrogeniones que proceden del ácido, con hidroxiliones procedentes de la base para dar moléculas de agua sin disociar, con liberación de energía calorífica como calor de neutralización y formación de una sal.

En el caso de las titulaciones ácido – base una reacción de titulación podría ser:

Sin embargo considerando que se tratan de electrolitos fuertes, y por lo tanto completamente disociados en agua, sería más correcto escribir

De donde podemos deducir que los iones Na+ (ac) y Cl-(ac) no participan directamente en

la reacción de titulación (actúan como iones “espectadores”) y que la misma se reduce a

Por lo que podríamos pensar en construir la curva de titulación representando la concentración de protones (estrictamente debería ser de hidronios [H3O+], pero por comodidad se representará como [H+]) en función del volumen de titulante.

Materiales y reactivos

Hidróxido de sodio Biftalato de Potasio (P. M. =

204.23 g/mol)

HCl concentrado Ácido nítrico diluido Carbonato de Sodio



Fiola 500 ml Soporte Universal Bagueta Espátula

Bombilla de Jebe Pipetas 10 ml, 5 ml Bureta 50 ml Matraz y Beacker 100 ml

Procedimiento

A) Colocar una de las sustancias en una bureta, y la otra en un matraz aforado o no, dependiendo de las circunstancias. A la sustancia colocada en el matraz se le añade 3 gotas de un reactivo indicador, como por ejemplo: Fenolftaleína.

B) En las titulaciones es importante agitar constantemente el matraz, y verter gota a gota la otra solución para que la reacción se lleve de forma constante y homogénea. La misma culmina con el viraje de color del reactivo indicador.



En la bureta adicionar más solución de NaOH y proceder a titular los ácidos que se muestran en la tabla, agitando constantemente.


# eq-g Ácido = # eq-g Base m.θ = N x G

P.M


RESULTADOS

EXPERIMENTO N°1

Para hallar el gasto de NaOH ± 0,1N y su normalidad exacta, se usó la siguiente fórmula:



P.M

# eq-g Ácido = # eq-g Base 200 mg x 1 = N x 10.2 mL

204.23 g/mol

0.0960 = N


P.M

# eq-g Ácido = # eq-g Base 200 mg x 1 = N x 9.8mL

204.23 g/mol

0.0999 = N


θ: Número de iones activos y/o electrones participantes en la reacción. P.M: Peso molecular o masa molar N: Normalidad G: Volumen gastado

Datos:

P.M (NaOH) = 40 g/mol

P.M (Biftalato de potasio) =204.23 g/mol

1) Cálculo con un gasto de NaOH ± 0,1N : 10.2 mL

2) Cálculo con un gasto de NaOH ± 0,1N : 9.8 Ml


#eq-g Ácido = #eq-g Basem. θ = N. G (V. de gasto) M

M = 204.3 g/mol 200 = N x 9.8204.23N = 0.0999


Finalmente los datos obtenidos fueron:

EXPERIMENTO N°2

Para realizar las titulaciones, usaremos la solución de NaOH del experimento anterior, cuya normalidad fue 0.0999 N.

Usaremos la siguiente fórmula:


Masa de biftalato de potasio 200 mg 200 mg

Gasto de NaOH ± 0,1N 10.2 ml 9.8 ml

Normalidad exacta de NaOH 0.960 N 0.0999 N


1) Cálculo con HCl diluido , con 10 ml de Vol. muestra :

Entonces:

NÁcido x V = NBase x G

NÁcido x 10 ml = 0.0999 x 11.3 N = 0.1128

2) Cálculo con HN03 diluido , con 10ml de Vol. muestra :

Entonces:

NÁcido x V = N x G

Muestras Vol. muestraGasto NaOHEstadarizado

N= 0.999Concent. ácido

HCl diluido 10 ml 11,3 0,1128 HNO3 diluido 10 ml 11 0,10989

NÁcido x 10 ml = 0.0999 x 11 N = 0.10989

DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES

Si la disolución valorante no se ha preparado a partir de un patrón primario, su concentración no será exactamente conocida, y por lo tanto, habrá que estandarizarla frente a un patrón primario. Así podrás realizarle la titulación.

Los resultados fueron buenos ya que en las pruebas se obtuvo un color rosado pálido lo que indicó que se llegó al punto exacto de neutralización, es decir;



donde el equivalente gramo del ácido era igual al de la base. Esto fue posible a que se añadió con sumo cuidado el NaOH contenido en la bureta, a una buena apreciación de los volúmenes de la base y el ácido, y a un movimiento constante en círculo del matraz donde estaba contenido el ácido clorhídrico para saber cuan cerca de la neutralización se estaba; obteniendo para la prueba con HCl diluido una concentración de 0.1128 , como también para la prueba con HNO3 una concentración de 0.1098.Como podemos apreciar estos volúmenes estuvieron muy aproximados por lo que el resultado de las neutralizaciones fue bastante parecido.

La titulación por método volumétrico permite evaluar la concentración desconocida del ácido clorhídrico (HCl) a través de la concentración ya conocida del hidróxido de sodio (NaOH), es decir, lado la cantidad de dicha base necesaria para reaccionar cuantitativamente con esa disolución ácida. El punto final de la titulación es llamado punto de equilibrio que puede conocerse gracias a los indicadores, los cuales pueden variar sus concentraciones físicas dependiendo del tipo de solución presente.

Al tener conocimiento de la concentración desconocida, se determina el porcentaje masa / volumen.

El punto final de la titulación se puede determinar cualitativamente uniendo las soluciones de ácido clorhídrico e hidróxido de sodio hasta producirse el color rosado pálido, en donde se encuentran cantidades iguales de equivalentes de ácido y base.

CUESTIONARIO1) Se prepara NaOH en solución acuosa de la siguiente manera: se ponderarán 2 g de masa de dicho compuesto y se diluyeron con H2 O cantidad suficiente para 250 mL; ¿Cuál será la normalidad aproximada?

Solución:

NaOH 2 g 2 g M= ------------------------- M= 1/5 M= 0,2


#eq-g Ácido = #eq-g Basem. θ = N. G (V. de gasto) M

200g x 1 = N x 5.1204.23 g/mol

N = 0, 1920

M = 10 x p/p x = 10 x 33 x 1,18 = 10,66M P.M 36,5


H2O 0.25 L x 40 g/mol

2) Del problema anterior, se estandariza usando 200 mg de Biftalato de Potasio (M = 204,23 g/mol) y se deja caer desde una bureta gota a gota el hidróxido de sodio ± 0,2 N; gastándose 5,1 mL, usando fenolftaleína como indicador. ¿Cuál es la normalidad exacta?

Solución:

Reemplazamos:

3) Se tiene un ácido acético en solución acuosa; la concentración es desconocida. De dicha muestra se miden 10 mL y se valoran con la solución anterior gastándose 5 mL. ¿Cuál es la reacción que ha ocurrido y la normalidad exacta del ácido acético?

Solución:

4) ¿Cómo prepararía HCl ±0,2 N a partir de un HCl concentrado 33 °p/°p y ρ= 1,18 g/mL? Asumir un volumen de preparación igual a 500 mL.

Solución:


ÁCIDO = BASE (N. anterior)

N(n) x 10 mL = 0,1920N x 5

N(n) = 0,096

N(n) = M x θ

0,096 = M x 1

0,096 M = M

N = M x θ

N = 10,66 x 1

N = 10,66N


5) ¿Por qué las soluciones usadas en el laboratorio deben ser estandarizadas, cuando se trabajan en valoraciones?

Las soluciones de concentración exactamente conocida, se denominan soluciones estándar. Se pueden preparar soluciones estándar de algunas sustancias disolviendo una muestra cuidadosamente pesada de sólido en suficiente agua para obtener un volumen conocido de solución. Cuando las sustancias no pueden pesarse con exactitud y convenientemente porque reaccionan con la atmósfera, se preparan soluciones de las mismas y se procede a determinar sus concentraciones por titulació con una solución estándar.

La estandarización es el proceso por el cual se determina la concentración de una solución midiendo con exactitud el volumen necesario de la misma para reaccionar con una cantidad perfectamente conocida de un estándar primario. La solución estandarizada recibe el nombre de estándar secundario y se emplea para analizar problemas.

Requiere de un mayor grado de exactitud que una determinación volumétrica ordinaria, ya que un error en ella repercutirá en todas las determinaciones que hagamos con esa solución

6) Explicar la conducción de una corriente eléctrica a través de un cable metálico.

Podríamos decir que cuando se tiene un enlace metálico (como en un trozo de metal) los electrones de valencia de los átomos de los elementos que lo conforman se encuentran compartido y "móviles" en toda la estructura del trozo de metal, es decir, los electrones del enlace se comparten por todos los átomos del compuesto. A este fenómeno se le llama "Mar de electrones". Esto hace que si tú aplicas una tensión los electrones en un metal puedan fluir más fácilmente que en otros compuestos, lo cual provoca una mejor conducción de la electricidad, de esta manera se puede explicar la conducción.



7) Defina los términos

Cátodo: El cátodo es un electrodo en el cual se produce la reacción de reducción. Un error muy extendido es pensar que la polaridad del cátodo es siempre negativa (-). La polaridad del cátodo depende del tipo de dispositivo, y a veces incluso en el modo que opera, según la dirección de la corriente eléctrica, basado en la definición de corriente eléctrica universal. En consecuencia, en un dispositivo que consume energía el cátodo es negativo, y en un dispositivo que proporciona energía al cátodo es positiva.

Ánodo: Es un electrodo en el que se produce una reacción de oxidación, mediante la cual un material, al perder electrones, incrementa su estado de oxidación. El ánodo es conocido como el electrodo responsable de la reacción de oxidación de los elementos. Un gran error que fue desarrollado es pensar en que su polaridad es eternamente positiva. La mayoría de las veces este concepto es erróneo ya que dependiendo del dispositivo utilizado la polaridad puede variar y a esto se le suma el modo en que trabaja teniendo en cuenta el flujo y la dirección de la corriente eléctrica. Poniendo las cosas un poco más claras, el ánodo es positivo si absorbe energía y negativo cuando la suministra.

8) Escriba el nombre y fórmula de cinco ácidos fuertes y cinco ácidos débiles.

Ácido fuerte: Sustancia que al disolverse se ioniza con gran facilidad en iones hidronio H3O+, su base conjugada es débil, pH entre 1-3.


H2SO4 Ácido sulfúrico

HNO3 Ácido nítrico

HCl Ácido clorhídrico

Hl Ácido yodhídrico

HClO4 Ácido perclórico


Ácido débil: Sustancia que no se ioniza con gran facilidad en iones hidronio, su base conjugada es fuerte, pH entre 4-6.

9) Escriba el nombre y fórmula de cinco bases fuertes y cinco bases débiles.

Base fuerte: Sustancia que se ioniza fácilmente en iones OH-, su ácido conjugado es débil, pH entre 12-14.

Base débil: Sustancia que no se ioniza fácilmente en iones OH-, su ácido conjugado es fuerte, pH entre 8-11.


H2CO3 Ácido carbónico

CH3COOH Ácido acético

HCOOH Ácido fórmico

HF Ácido fluorhídrico

H2S Sulfuro de hidrógeno

LiOH Hidróxido de litio

KOH Hidróxido de potasio

Ca(OH)2 Hidróxido de calcio

Ba(OH)2 Hidróxido de bario

NaOH Hidróxido de sodio

NH4OH Hidróxido de amonio

Fe(OH)3 Hidróxido de hierro III

NH3 Amoniaco

C5H5N Piridina

NaHCO3 Bicarbonato de sodio


BIBLIOGRAFÍA

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