1.1.- Objetivo general:
-
Preparar soluciones de concentraciones concentraciones conocidas.
1.2.- Objetivos específicos:
-
Hacer los cálculos apropiados, incluyendo masa, moles, equivalente, para preparar una solución cuya concentración se conoce con precisión. Realizar una correcta dilución partiendo de una solución concentrada hacia otra solución que se desea preparar. Determinación de la concentración de una solución de vinagre.
Soluciones.- “Son mezclas homogéneas de dos o más sustancias que conservan sus propiedades , están compuestas por una parte denominada soluto y otro llamado solvente y disolvente o solvente”. Hay soluciones gaseosas como el aire, solidas como el acero que es una mezcla de hierro y carbono, y liquidas como el agua de mar, el suero de la sangre y el del queso, los aceites para los automóviles, los aceites esenciales utilizados en perfumería, etc. Soluto.- “Es el que se encuentra disuelto en el solvente” Solvente.- “Es el que disuelve el soluto”. La expresión que indica la proporción de cada sustancia en una mezcla se denomina composición. Dado que una solución es una mezcla, la composición de una solución indica la proporción en que se encuentra cada componente. La composición de una solución se expresa como concentración. La concentración indica la proporción de soluto por determinada cantidad de solvente o por cierta cantidad de solución. Las formas más comunes de expresar la concentración son: Porcentaje
Peso – Peso Peso – Volumen Volumen – Volumen Molaridad M molalidad m Normalidad N Fracción molar Xi- Xi Partes por millón ppm
% p/p g soluto /100 g de solución % p/v g soluto /100 ml de solución % v/v ml soluto/100 ml de solución moles de soluto/ L de solución moles de soluto /kg de solvente eq-gramo de soluto/L de solución moles de i/moles totales mg de soluto /kg de solución
Titulaciones.- La titulación es el procedimiento de añadir un reactivo denominado reactivo
titulante, a una solución denominada solución a titular hasta alcanzar el punto final de la reacción que corresponde al ponto de equivalencia o punto estequiometrico. Este procedimiento se realiza en el laboratorio utilizando una bureta y un matraz Erlenmeyer. La adición y medición del volumen de la solución de concentración conocida (reactivo titulante), se lleva a cabo con la bureta dejándolo caer lentamente dentro del matraz que contiene una muestra medida de solución de concentración desconocida. Las titulaciones acido-base se realizan para determinar concentraciones desconocidas. La solución de concentración conocida, solución patrón o estándar, se agrega a la solución problema hasta que el indicador acido-base cambie de color durante el proceso de adición, agitando cada vez que se realiza. El punto final de la titulación, que es cercano al punto de equivalencia, se observaba cuando cambio en el color de la solución y se presenta cuando se han utilizado cantidades estequiometricas de los dos reactivos.
3.1.- Materiales: Balanza, hornilla, pipetas, vasos de precipitado, rejilla de amianto, espátula,
bureta (25 ml), pizeta, soporte universal y matraz Erlenmeyer (125 ml). 3.2.- Reactivos:
-Cloruro de Sodio -Ácido clorhídrico -Agua destilada -Hidróxido de sodio -Fenolftaleína -Vinagre 3.3.- Procedimiento Experimental
Antes de realizar el experimento, calcular la cantidad de reactivos necesarios para preparar: 25 g de solución al 15% de NaCl y 50 ml de soluciones 1N de HCL.
EXPERIENCIA 1.- Preparación de una solución el 15% peso de NaCl
-
Pesar con cuidado en el vidrio de reloj la cantidad de soluto calculada. Transferir completamente el soluto a un vaso de precipitado. Disolver el sólido en una pequeña porción de agua. Adicionar agua destilada hasta completar el peso final requerido.
EXPERIENCIA 2.- Preparación de 50 ml de una solución 1N de HCl
-
Medir cuidadosamente con la pipeta graduada el volumen requerido. Transferirlo directamente al matraz aforado. Completar con agua destilada la capacidad (marco de aforo) del matraz volumétrico. Tapar el matraz y homogeneizar la solución invirtiéndolo varias veces. Transferir la solución preparada a un frasco limpio y seco, en el cual se indique con una etiqueta el nombre del reactivo y su concentración.
EXPERIENCIA 3.- Determinación de la concentración de una solución de vinagre.
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-
-
-
Tomar una alícuota de 5ml de vinagre y enrasar a 50 ml con agua destilada utilizando un matraz aforado. Transvasar la solución a un matraz Erlenmeyer. Llenar la bureta con la solución patrón 0.1M de hidróxido de sodio, enjuagando la previamente con una poco de la solución. Ajustar el nivel a cero y controlar que no se encuentren burbujas de aire en el cuerpo de la bureta o en la llave. Antes de iniciar la titulación agregar dos gotas de fenolftaleína a la solución por titular y registrar el color de la solución. Proceder a titular con la solución de hidróxido de sodio (gota a gota). Controlar que la punta de la bureta no este situada más de 3 cm o 4cm arriba de la superficie de la solución por titular, de manera que la caída del reactivo titulante no provoque salpicaduras. Durante la titulación agitar manualmente el matraz Erlenmeyer después de cada adición. Registrar los cambios de color en el indicador y el volumen utilizado de solución patrón en el momento en que se observa un cambio de color y hasta cuando el nuevo color deja de variar. El punto final de la titulación se alcanza cuando una gota de la solución de hidróxido de sodio produce el cambio para que permanezca el color. Repetir el procedimiento 2 veces más. Determinar el contenido de ácido acético del vinagre.
Para la titulación:
4.1.- Calcular las cantidades de reactivos necesarios para preparar: a) Para la experiencia 1:
25 ml de solucion al 15% de NaCl
25 .∗
15 100 .
= 3.75
b) Para la experiencia 2:
50 mL de solución 1N de HCl
Datos del HCl: = 1.19 gr/mL. PM=36.5 gr/mol Pureza=37% 50 ∗
−
∗
−
c) Para la experiencia 3:
∗
6.
∗
∗
.9
= 4.14 .
50 mL de solución 0.1M de NaOH
Datos del NaOH: PM=40 gr/mol 0.050 ∗
0.1 1
∗
40 1
= 0.2
4.2.- Resultados: En la experiencia 3, después de realizar la titulación, se calcula la concentración del ácido acético:
[ ]=? V=50mL
+
→ +
[ ]=0.1M V=25 mL(usados para cambiar de color)
= =
=
.∗
= 0.05
Y la concentración para un volumen de 5mL es: =
=
0.05 ∗ 50 5
= 0.5
Los instrumentos a utilizarse (Balanza eléctrica) se debe de tener el más mínimo cuidado al manipularlo o usarlo, debido a que las medidas deben ser exactas(calibrar la balanza para cada nueva pesa y revisar si se encuentra con un peso de 0,00). Utilizar las formulas necesarias para calcular densidades, volúmenes de cada elemento y sustancia. Pusimos en prácticas los métodos del procedimiento experimental.
En el experimento 3, antes de realizar la titulación se hizo la mezcla del hidróxido de sodio en agua para obtener la solución requerida. En consecuencia, al añadir el hidróxido de sodio a la solución de vinagre, se pudo observar que esta fue adquiriendo un color lila o rosado, usando en el proceso 25 mL de hidróxido de sodio concentrado.
Las soluciones están conformadas por un soluto y por un solvente, que puede ser el agua. El soluto es el que está en menor proporción que el solvente.
Con la relación entre el % peso en peso, densidad y peso del soluto, se puede determinar el volumen del soluto.
Son importantes los indicadores ácido – base porque con ellos se determina el exceso de ácido en las soluciones. Un ejemplo de ellos son: la fenolftaleína y el papel tornasol.
Al realizar la titulación ácido – base, se llega a la siguiente relación:
=
1.- ¿Cómo realiza la lectura de volúmenes? R.- La lectura de volúmenes se la realiza en materiales de vidrio graduado como la pipeta que pueden tener diferentes volúmenes, teniendo sumo cuidado para no cometer errores experimentales.
2.- Indique tres unidades de expresión de concentraciones R.- La Molaridad (M) que se expresa en: moles de soluto/ L de solución; la molalidad (m) que se expresa en: moles de soluto /kg de solvente; y la Normalidad (N)expresada en: eq-gramo de soluto/L de solución
Raymond Chang “Química General”, Editorial Mc G raw Hill, Cuarta edición.
