3953242 informe nº 10 quimica general a1

7/23/2019 3953242 Informe N 10 Quimica General A1

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PRACTICA N 10

Preparacin y Valoracin de Soluciones

NDICE

Introduccin Objetivos Principios Tericos Soluciones Caractersticas de las soluciones Clasificacin de las soluciones Unidades de concentracin Detalles ExperimentalesMateriales y Reactivos Procedimiento Conclusiones Bibliografa Apndice

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INTRODUCCINPor medio del presente trabajo se quiere dar a conocer detalladamente las pautaspara diferenciar cuando se forman o no las soluciones y adems como hallar las concentraciones de estas por medio de la practica o la experimentacin, para as poderestablecer una relacin entre los principios tericos y los hechos experimentales,lo cual nos permitir desarrollar habilidades y conocimientos en este campo y poder emplearlo en la solucin de problemas de nuestra vida diaria.

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OBJETIVOS

Diferenciar la formacin o no de soluciones Hallar la concentracin de una solucin Desarrollar habilidades para el trabajo en el laboratorio

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PRINCIPIOS TERICOSSOLUCIONESEn qumica, una solucin o disolucin (del latn disolutio) es una mezcla homognea, a el molecular de una o ms especies qumicas que no reaccionan entre s; cuyos componentes se encuentran en proporcin que vara entre ciertos lmites. Toda disolucin est fada por una fase dispersa llamada soluto y un medio dispersante denominado disolvente o solvente. Tambin se define disolvente como la sustancia que existe en mayor cantidad que el soluto en la disolucin. Si ambos, soluto y disolvente, existenen igual cantidad (como un 50% de etanol y 50% de agua en una disolucin), la sustancia que es ms frecuentemente utilizada como disolvente es la que se designa como tal (en este caso, el agua). Una disolucin puede estar formada por uno o ms solutos y uno o ms disolventes. Una disolucin ser una mezcla en la misma proporcin en ualquier cantidad que tomemos (por pequea que sea la gota), y no se podrn separarpor centrifugacin ni filtracin. Un ejemplo comn podra ser un slido disuelto en un do, como la sal o el azcar disuelto en agua (o incluso el oro en mercurio, formando una amalgama)

CARACTERSTICAS DE LAS SOLUCIONES:Son mezclas homogneas La cantidad de soluto y la cantidad de disolvente se encuentran en proporciones que varan entre ciertos lmites. Normalmente el disolvente se

encuentra en mayor proporcin que el soluto, aunque no siempre es as. La proporcin en que tengamos el soluto en el seno del disolvente depende del tipo de interaccinque se produzca entre ellos. Esta interaccin est relacionada con la solubilidad del soluto en el disolvente. Una disolucin que contenga poca cantidad es una disolucin diluida. A medida que aumente la proporcin de soluto tendremos disoluciones msconcentradas, hasta que el disolvente no admite ms soluto, entonces la disolucines saturada. Por encima de la saturacin tenemos las disoluciones sobresaturadas.Por ejemplo, 100g de agua a 0C son capaces de disolver hasta 37,5g de NaC (clorurode sodio o sal comn), pero si mezclamos 40g de NaC con 100g de agua a la temperatura sealada, quedar una solucin saturada. Sus propiedades fsicas dependen de su conentracin: a) Disolucin HC (cido clorhdrico) 12 mol/L Densidad = 1,18 g/cm3 b) Disoin HC (cido clorhdrico) 6 mol/L Densidad = 1,10 g/cm3 Sus componentes se separan pocambios de fases, como la fusin, evaporacin, condensacin, etc.

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Tienen ausencia de sedimentacin, es decir al someter una disolucin a un proceso decentrifugacin las partculas del soluto no sedimentan debido a que el tamao de lasmismas son inferiores a 10 ngstrom (A). El hecho de que las disoluciones sean homogneas quiere decir que sus propiedades son siempre constantes en cualquier puntode la mezcla. Las propiedades que cumplen las disoluciones se llaman propiedadescoligativas.

CLASIFICACIN DE LAS SOLUCIONESPOR SU ESTADO DE AGREGACIN slido en slido: aleaciones como zinc en estao (latn); gen slido: slidas hidrgeno en paladio; lquido en slido: mercurio en plata (amalgamalquido en lquido: alcohol en agua; slido en lquido: sal lquidas en agua (salmuera)as en lquido: oxgeno en agua gas en gas: oxgeno en nitrgeno; gas en lquido: gaseoscervezas; gaseosas gas en slido: hidrgeno absorbido sobre superficies de Ni, Pd,Pt, etc. POR SU CONCENTRACIN No saturada; es aquella en donde la fase dispersa yla dispersante no estn en equilibrio a una temperatura dada; es decir, ellas pueden admitir ms soluto hasta alcanzar su grado de saturacin. Ej.: a 0C 100g de agua disuelven 37,5 NaC, es decir, a la temperatura dada, una disolucin que contengan 20g NaC en 100g de agua, es no saturada. Saturada: en esta disolucin hay un equilibrio entre la fase dispersa y el medio dispersante, ya que a la temperatura que setome en consideracin, el solvente no es capaz de disolver ms soluto. Ej.: una dis

olucin acuosa saturada de NaC es aquella que contiene 37,5g disueltos en 100g de agua 0C. Sobresaturada: representa un tipo de disolucin inestable, ya que presentadisuelto ms soluto que el permitido para la temperatura dada. Para preparar estetipo de disolucin se agrega soluto en exceso, a elevada temperatura y luego se enfra el sistema lentamente. Esta disolucin es inestable, ya que al aadir un cristalmuy pequeo del soluto, el exceso existente precipita; de igual manera sucede conun cambio brusco de temperatura.

En funcin de la naturaleza de solutos y solventes, las leyes que rigen las disoluciones son distintas. Slidos en slidos: Leyes de las disoluciones slidas. Slidos enlquidos: Leyes de la solubilidad. Slidos en gases: Movimientos brownianos y leyesde los coloides. Lquidos en lquidos: Tensin interfacial. Gases en lquidos: Ley de Hnry. 7


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Por la relacin que existe entre el soluto y la disolucin, algunos autores clasifican las soluciones en diluidas y concentradas, las concentradas se subdividen ensaturadas y sobre saturadas. Las diluidas, se refieren a aquellas que poseen poca cantidad de soluto en relacin a la cantidad de disolucin; y las concentradas cuando poseen gran cantidad de soluto. Es inconveniente la utilizacin de esta clasificacin debido a que no todas las sustancias se disuelven en la misma proporcin enun determinada cantidad de disolvente a una temperatura dada. Ej: a 25C en 100g de agua se disuelven 0,000246g de BaSO4. Esta solucin es concentrada (saturada) porque ella no admite ms sal, aunque por la poca cantidad de soluto disuelto deberaclasificarse como diluida. Por ello es ms conveniente clasificar a las solucionescomo no saturadas, saturadas y sobre saturadas. UNIDADES DE CONCENTRACIN DE SOLUCIONES En qumica, para expresar cuantitativamente la proporcin entre un soluto y el disolvente en una disolucin se emplean distintas unidades: molaridad, normalidad, molalidad, formalidad, porcentaje en peso, porcentaje en volumen, fraccin molar, partes por milln, partes por billn, partes por trilln, etc. Tambin se puede exprsar cualitativamente empleando trminos como diluido, para bajas concentraciones,o concentrado, para altas. a) Porcentaje peso a peso (% P/P): Indica el peso desoluto por cada 100 unidades de peso de la solucin.

%P / P =

Peso de soluto x100 Peso de la solucin

b) Porcentaje volumen a volumen (% V/V): Se refiere al volumen de soluto por cada 100 unidades de volumen de la solucin.

%V / V =

Volumen de soluto x100 Volumen de la solucin

c) Porcentaje peso a volumen (% P/V): Indica el nmero de gramos de soluto que hayen cada 100mL de solucin.

%P / V =

g de soluto x100 mL de la solucin

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d) Fraccin molar (Xi): Se define como la relacin entre las moles de un componentey las moles totales presentes en la solucin.X sto =X ste =

Moles de soluto x100 Moles de soluto + moles de solventeMoles de solvente x100 Moles de soluto + moles de solvente

Xsto + Xste = 1e) Molaridad (M): Es el nmero de moles de soluto contenido en un litro de solucin.Una solucin 3 molar (3M) es aquella que contiene tres moles de soluto por litrode solucin.

M=

Moles de soluto Litro de solucin

f) Molalidad (m): Es el nmero de moles de soluto contenidos en un kilogramo de solvente. Una solucin formada por 36,5 g de cido clorhdrico, HC y 1000g de agua es unsolucin 1 molal (1m) m= Moles de soluto Kg de solvente

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DETALLES EXPERIMENTALESMateriales: 1 soporte universal con pinza 2 lunas de reloj 1 vaso de 250 mL y 1 vmL 1 probeta de 100 mL 1 fiola de 250 mL y 2 fiolas de 100 mL 1 bureta de 50 mL2 matraces Erlenmeyer de 250 mL 2 baguetas. 1 balanza digital

Reactivos: Hidrxido de Sodio Carbonato de Calcio Cloruro de Sodio cido Clorhdrico IndFenolftaleina y Anaranjado de Metilo

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PROCEDIMIENTOA) Preparacin de NaC al 10% P/PEn una balanza se coloc luna de reloj se determin el peso de esta y luego se ech NaC, se asegur que pesara 2g. Se coloc la sal en el vaso. Luego se aadi 18mL de aguastilada y se procedi a disolver el soluto.

Wsol

= WH2O + WNaC

Como la densidad del H2O= 1g/mL Wsol = 18g + 2g Wsol = 20g

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B) Preparacin de una solucin de NaC al 2% P/VEn un vaso limpio y seco de 100mL se pes 5g de NaC y se complet hasta un volumen de250mL de agua destilada para disolver el soluto.

w x100 = 2% 250 w = 5g

C) Preparacin de 250ml NaOH 0,1M1. En un vaso limpio y seco de 100mL se pes 1g de NaOH 0,1M y luego se aadi 20mL deagua destilada para disolver el soluto.

0,1 =

nNaOH 0, 25 wNaOH MNaOH

nNaOH = 0, 025 = wNaOH = 1g

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2. Luego el contenido se trasvas a una fiola hasta completar el volumen a 250mL

3. Para que no quede residuos se tuvo que enjuagar el vaso Erlenmeyer y verter esta agua en la fiola, este paso se repiti dos veces. 4. Luego se complet los 250mLcon agua destilada procurando que el menisco coincida con la marca de 250mL 5.Por ltimo para culminar esta parte se procedi a agitar la fiola para homogenizar la solucin.

D) Preparacin de 250ml de una solucin de HC 0,1N aproximadamente.0,1N = 0,1M

0,1 =

n 0, 25 n = 0, 025

n=

w 36,5

0, 025 =

w 36,5 w = 0,9125 g

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PRACTICA N 10 Luego calculamos el peso de HC comercial


100g HC comercial ................................ 37,25g HC puro w HC comercial .................................... 0,9125g HC puro w HC comercial = 2,45g Luego calculamos el volumen de HC mediante la frmula de densidad

2, 45 V 2, 45 1,18 = V V = 2, 07mL

r=

En este caso usa

emos 2,1mL

Entonces:Pa

a p

epa

a

250mL de HC 0.1 N se necesitar 2,1mL de HC concentrado, el resto aguadestilada hasta completar los 250mL, es decir 247,9mL de H2O NOTA: Los 2,1 mL de HC se midi con la bureta y se verti en la fiola de 250ml, se enjuag el vaso para o dejar residuos; este lquido de enjuague se verti en la fiola. El volumen restante se complet con agua destilada.

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E) Preparacin de 100ml de una solucin estndar de Na2CO3 0,1N

N = Mxq 0,1 = Mx 2 M = 0, 05

0, 05 =

n 0,1 n = 0, 005 n= w 106

0, 005 =

w 106 w = 0,53 g

1. En un vaso limpio y seco de 100ml se pes exactamente 0,53g de Na2CO3 anhid

o.En este caso conside

a

emos 0,5g Luego:

0, 047 =

n 0,1 n = 0, 0047 w n= 106 w 0, 0047 = 106 w = 0,5 g

2. Luego se ag

eg 50mL de agua destilada y se p

ocedi a disolve

con la bagueta lo

s 0,5 g de Na2CO3 3. T

asvasamos la solucin a una fiola de 250ml y lo completamoshasta la ma

ca de 250mL.

4. Luego se agit la fiola pa

a homogeniza

la solucin.

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P

epa

acin y Valo

acin de Soluciones Calculamos la no

malidad:

N = Mxq N = 0, 047 x 2 N = 0, 094

F) Estanda

izacin de la solucin de HC aproximadamente 0.1N con solucin patrn de Na31. Se llen la bureta de 50mL con HC 0,1N preparado en (D) evitando que se formen burbujas. 2. Luego se coloc la bureta fijada a una grampa para bureta en el soporte universal.

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3.-Se fij un volumen exacto de HC, para ello se tuvo que verter una cantidad necesaria en el matraz Erlenmeyer. 4.-El volumen inicial fijado fue en la marca de 25mL. 5.-Luego de botar el HC que se extrajo de la bureta y lavar el vaso, se procedi a verter 10mL de Na2CO3 en el matraz Erlenmeyer. 6.-Se agreg a esta solucin 2 gotas de indicador anaranjado de metilo. 7.-Luego se procedi a neutralizar la base,esto se logr echando gota a gota HC de la bureta al vaso con Na2CO3

8. Cuando la solucin se torn de un color anaranjado encendido, inmediatamente se cerr la llave de la bureta.

Cambio de color

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PRACTICA N 10 Observacin:


Si el color cambiaba a rojo plido, esto indicaba que la cantidad de HC utilizado para neutralizar la solucin se haba excedido en cantidad y era necesario repetir elproceso. Ahora si se considera este volumen de HC, los resultados a la hora de calcular la normalidad del cido seran errneos. 9. La marca de HC que quedaba en la breta fue: 35,5mL (volumen usado) Con estos datos hallamos el volumen desalojadode HC V desalojado = V final V inicial = 35,5mL 25mL = 10,3mL Luego hallamos la normalidad del cido

Por la neutralizacin:N cido x V cido = N Na2CO3 x V Na2CO3 N cido x 10,3mL = 0,1N x 10mL N cido = 0,097N

G) Valoracin de solucin de NaOH aproximadamente 0,1M con la solucin de HC estandariada.

1. Con la misma bureta llena con HC, determinamos un nuevo volumen exacto, este volumen fue de 36mL. 2. Luego se agreg al matraz Erlenmeyer 10 mL de NaOH y seguidamente 2 gotas de Fenolftaleina. Por ser una base, la solucin se ti de un color violeta.

3. Se procedi luego a dejar caer gota a gota HC de la bureta en el vaso y fue nece

sario siempre estar agitando la solucin. Cuando se notaba la desaparicin del colorgrosella, se procedi a cerr la llave de la bureta. El cambio de color me indica que la solucin se ha neutralizado.

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Cambio de color

Observacin: Apenas se dio el cambio, se par de echar HC. En caso contrario si hubirmos seguido agregando HC, el volumen de HC que consideraramos para nuestros clculossera errneo y nos veramos en la necesidad de repetir el proceso de neutralizacin. 4-Medimos la nueva a marca de la buseta, esta fue: 45,6mL 5.-Con el volumen inicial y el volumen final se hall el volumen de HC utilizado para la neutralizacin. V desalojado = V final V inicial = 45,6mL 36mL = 9,6mL Luego hallamos la normalidadde la base

Por la neutralizacin N base x V base = N cido x V cido N base x 10 mL N base = 0,096N 19 = 0,1N x 9,6 mL


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CONCLUSIONES

En sntesis podemos decir que las Soluciones son de suma importancia ya que se forman y las formamos a diario en nuestra vida y son la base de la realizacin de algunas de nuestras actividades como por ejemplo la alimentacin, ya que aqu se tienemuy en cuenta la concentracin y de que estn formados algunas bebidas o alimentos que se nos venden o nosotros mismos preparamos Como fue de esperar pudimos comprobar que toda la teora que sabamos y estudiamos, se cumple en la vida, ya que todaslas soluciones tienen diversas caractersticas o propiedades como dicen los libros y las personas que conocen el tema, lo cual nos ha permitido reconocer y diferenciar bien cuando se forma o no una solucin.

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BIBLIOGRAFA

Qumica General 8th Petrucci, Harwood, Herring Qumica - Estructura y Dinmica (J. M.Spencer, G. M. Bodner L. H. Rickard) La teora y la prctica en el laboratorio de Qumica General Konigsberg Fainstein Mina Cuaderno N 1 Preparacin para la Olimpiada Peuana de Qumica 2006 PUCP

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APNDICE1. Cules son las condiciones que debe cumplir una solucin estndar?

Las condiciones a cumplir son las siguientes: a. Tienen composicin conocida. Es decir, se ha de conocer la estructura y elementos que lo componen, lo cual servirpara hacer los clculos estequiomtricos respectivos. b. Deben tener elevada pureza.Para una correcta estandarizacin se debe utilizar un patrn que tenga la mnima cantidad de impurezas que puedan interferir con la titulacin. c. Debe ser estable a temperatura ambiente. No se pueden utilizar sustancias que cambien su composicin oestructura por efectos de temperaturas que difieran ligeramente con la temperatura ambiente ya que ese hecho aumentara el error en las mediciones. d. Debe ser posible su secado en estufa. Adems de los cambios a temperatura ambiente, tambin debe soportar temperaturas mayores para que sea posible su secado. Normalmente debe ser estable a temperaturas mayores que la del punto de ebullicin del agua. e. No debe absorber gases. Ya que este hecho generara posibles errores por interferentes as como tambin degeneracin del patrn. f. Debe reaccionar rpida y estequiomtrite con el titulante. De esta manera se puede visualizar con mayor exactitud el punto final de las titulaciones por volumetra y adems se puede realizar los clculosrespectivos tambin de manera ms exacta. g. Debe tener un peso equivalente grande.Ya que este hecho reduce considerablemente el error de la pesada del patrn.

2. Qu son soluciones valoradas y cual es la ventaja de su uso?Las soluciones valoradas son aquellas que no tienen una concentracin exactamenteconocida, es decir se preparan como los calculan en el papel pero a la hora de prepararlas y puedes tener un error con una pipeta o midiendo un volumen o pesando, y puedes tener variacin de la concentracin para ello, valoras la solucin con otra ala cual ya se le conoce exactamente la concentracin, a travs de un indicador seprocede a titular con la otra solucin y obtenemos un volumen el cual mediante lasiguiente ecuacin la podemos calcular: Va x Na = Vb x Nb Va = volumen del cido Na= normalidad del cido Vb =volumen de la base Nb = normalidad de la base

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Despejas la normalidad que te interesa y listo, ya conoces la concentracin de lasolucin valorada. A este proceso se le llama titulacin. 3. Preparar 500 mL de unasolucin de sacarosa C12H22O11 0.10M Cuntos gramos de sacarosa se tiene que usar? Quasos tendras que seguir para preparar la solucin?

0,1 =

nC12 H 22O11 0,5 nC12 H 22O11 = 0, 05 wC12 H 22O11 = nC12 H 22O11 xMC12 H 22O11wC12 H 22O11 = 0, 05 x342 wC12 H 22O11 = 17,1g

PASOS A SEGUIR PARA SU PREPARACION: 1. Con ayuda de una balanza tomamos 17,1g desacarosa. 2. Luego procedemos a verter este a una probeta. 3. Luego agregamos agua hasta enrazar a 500 mL, cabe recalcar ese volumen tambin contiene el de soluto (sacarosa). 4. Finalmente habremos obtenido una solucin de sacarosa 0,1M.4. Cuntos mililitros de solucin acuosa de HC 12N hay que utilizar para

preparar 500 mL de solucin de HC 0.1M? Cmo se debe preparar la solucin? VHC x 12 x ,01 VHC = 0,0417 PASOS A SEGUIR PARA SU PREPARACION: 1. Con ayuda de una pipeta tomo 4,17mL de una solucin de HC 12N 2. Luego procedo a verterlo sobre un matraz. 3. Despus le agrego al contenido 495,83 mL de agua destilada para bajar su conc

entracin 4. Finalmente obtengo como resultado 500 mL de una solucin 0.1M.23


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5. El cido sulfrico concentrado al 95% en masa Cuntos gramos de H2SO4H

hay en 800 gramos del cido?cuantos mililitros del cido hay que emplear para proveer800gramos de H2SO4 ? (DH2SO4 = 1,84g/ mL) WH 2 SO4 = 800 x0,95 = 760 g 760 V= 1,84 V = 413, 04mL

6. Qu es un indicador de acido-base y para que se utiliza? Menciones 3

ejemplos El indicador es un medidor del pH en las bases o cidos, resulta que esteindicador puede ser un papel llamado indicador universal o unos lquidos colorantes en los que se encuentra el naranja de metilo. Las bases y los cidos tienen un ndice de medicin que va del 0 al 14 de acuerdo a su nivel de pH, y el 7 es neutro.Para abajo del 7 son cidos por lo que mientras menos nivel de pH tenga ms cido vaa ser, y las bases van del 7 hacia arriba. Actualmente existen unos medidores mspotentes y elctricos que te dan con precisin el nivel de pH, estos se llaman pH-metros. Por ejemplo tenemos a la fenoltaleina que al entrar en contacto con las bases se torna de un color violeta o rosado. Las bases cambian el papel tornasol de rosado a azul, el anaranjado de metilo de anaranjado a amarillo y la Fenolftaleina de incolora a rosada fucsia. Los cidos cambian el color del papel tornasol a

zul a rosado, el anaranjado de metilo de anaranjado a rojo y deja incolora a laFenolftaleina.

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