Prctica 1: Preparacin de disoluciones.docx

Universidad Nacional Autnoma de Mxico

Facultad de Qumica

Laboratorio de Qumica General II

Prctica 1: Preparacin de disoluciones

Prctica 1. Preparacin de disoluciones y determinacin de la concentracin de una disolucin por medio de una valoracin (titulacin)

Disolucin

Una disolucin es una mezcla homognea de dos o ms sustancias. Tambin se diferencian las disoluciones por su capacidad para disolver un soluto. Una disolucin saturada contiene a mxima cantidad de un soluto que se disuelve en un disolvente en particular, a una temperatura especfica. Una disolucin no saturada contiene menor cantidad de soluto que la que es capaz de disolver. Un tercer tipo, una disolucin sobresaturada, contiene ms soluto que el que puede haber en una disolucin saturada. Las disoluciones sobresaturadas no son muy estables. Con el tiempo, una parte del soluto se separa de la disolucin sobresaturada en forma de cristales.

Proceso de disolucin

El mecanismo del proceso de disolucin puede llevarse a cabo con o sin reaccin qumica, ya que ambos se tratan de una mezcla de soluto y disolvente. un soluto puede disolverse con o sin reaccin qumica en un disolvente. El proceso de disolucin desde el punto de vista molecular consta de tres etapas:

Separacin de molculas del soluto

Separacin de molculas del disolvente

Mezcla de molculas de soluto y disolvente

Formas de expresar la concentracin

Gramos por litro: g/L =

Porcentaje en masa: % en masa de soluto = x 100

Fraccin molar: xsoluto =

Molaridad: M =

Normalidad: N =

Molalidad: m =

Titulaciones

Si la disolucin valorante no se ha preparado a partir de un patrn primario, su concentracin no ser exactamente conocida, y por lo tanto, habr que estandarizarla frente a un patrn primario.

Una estandarizacin o valoracin, es el proceso por el cual se determina la concentracin de una solucin midiendo con exactitud el volumen necesario de la misma para reaccionar con una cantidad perfectamente conocida de un estndar primario. la solucin estandarizada recibe el nombrede estndar secundario.

Para preparar una disolucin de una determinada concentracin (por

ejemplo 0.1 N) se parte de hidrxido sdico slido comercial, se disuelve un peso

conocido en agua destilada y se diluye a un volumen conocido. Al no ser el

hidrxido sdico un patrn primario, esta disolucin solo ser aproximadamente

0.1 N, por lo que es necesario estandarizarla para conocer exactamente su

concentracin.

La estandarizacin puede realizarse con ftalato cido de potasio, que s es

una sustancia patrn primario. Como indicador de la titulacin se emplea

fenolftalena. El viraje de la fenolftaleina se produce cuando todo el NaOH ha

reaccionado, formndose ftalato de sodio y potasio. De esta manera se puede conocer cul es la concentracin en gramos, en mililitros, en moles de una sustancia referente a la titulante y as hacer una determinacin volumtrica.

Reporte de una disolucin

La informacin con la que debe reportarse una disolucin es:

Frmula de la sustancia

Concentracin

Pureza

Densidad

PRIMERA PARTE

CUESTIONARIO PREVIO

1. Qu significa la palabra higroscpico?

Se aplica a un compuesto qumico que absorbe la humedad del medio ambiente.

2. Por qu las disoluciones de NaOH deben guardarse en botellas de plstico?

La sosa, al ser un hidrxido higroscpico que al intercambio con el medio ambiente absorbe agua, es corrosivo y no puede almacenarse en recipientes de metal ni vidrio, porque corroe el metal promoviendo las zonas andicas en el metal y con el vidrio puede reaccionar con el silicato de sodio que es una sal que reacciona con cidos y bases. por ello se prefiere plstico ya que este representa un medio adiabtico en donde no hay intercambio de materia con el exterior y se mantiene estable.

3. Calcula las cantidades necesarias y describe el procedimiento para preparar las siguientes disoluciones:

a) 250 mL de una disolucin de NaOH 0.1 M a partir de una disolucin 2 M.

b) 50 mL de una disolucin de HCl 0.1 M a partir de HCl concentrado comercial (37% m/m y densidad 1.18 g/mL).

c) 50 mL de una disolucin de H2SO4 0.1 M a partir de H2SO4 concentrado comercial (98% m/m y densidad 1.84 g/mL).

d) 50 mL de una disolucin de cido ctrico C6H8O7 0.1 M a partir de cido ctrico slido.

4. Qu cuidados hay que tener al mezclar los reactivos indicados en la pregunta anterior con agua?

Sosa con agua: se disuelve con facilidad generando gran cantidad de calor y se disocin por completo en sus iones.

cido clorhdrico con agua: agregar el cido lentamente al agua y no al revs.

cido sulfrico con agua: se libera gran cantidad de calor, agregar el cido al agua y agitar bien, porque el agua puede calentarse ms all de su punto de ebullicin y la formacin repentina de calor puede hacer saltar el cido fuera del recipiente.

5. Qu material se requiere para preparar cada una de las disoluciones de la pregunta 3?

matraz aforado de 50 y 250 mL.

Vasos de precipitados de 250 y 50 mL

Embudo

Agitador de vidrio

Piseta

Botellas de plstico

Esptula

Vidrio de reloj

6. Cmo pueden prepararse 250 mL de una disolucin de NaOH 0.005 M a partir de la disolucin 0.1 M mencionada en la pregunta 3a? Describe e indica tu estrategia de clculo.

7. Cul ser la concentracin de HCl de una disolucin preparada tomando 10 mL de una disolucin 0.1 M de HCl y llevando al aforo a 50 mL? Indica tu estrategia de clculo.

8. Cmo pueden prepararse, a partir de una disolucin 0.1 M, 100 mL de una disolucin de cido ctrico cuatro veces menos concentrada? Describe e indica tu estrategia de clculo.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Primera parte. Preparacin de las disoluciones

Nota: La disolucin de NaOH 0.1 M debe alcanzar para las determinaciones de esta sesin y de la siguiente.

1. Prepara todas las disoluciones indicadas en el inciso 3 del cuestionario previo, tomando en cuenta las

respuestas de las preguntas 4 y 5.

2. Guarda las disoluciones en las botellas de plstico etiquetadas con la siguiente informacin:

Frmula de la sustancia:

Concentracin aproximada (las concentraciones exactas

se conocern hasta que se valoren las disoluciones)

Nombre del alumno que prepar la disolucin y nmero de gaveta

Fecha

SEGUNDA PARTE

CUESTIONARIO PREVIO

1. Qu es una valoracin o titulacin?

Es un mtodo corriente de anlisis qumico cuantitativo en el laboratorio que se utiliza para determinar la concentracin desconocida de un reactivo conocido.

2. Qu es el punto de equivalencia de una titulacin?

Se produce durante la valoracin cuando la cantidad de sustancia valorante agregada es estequiomtricamente equivalente a la cantidad presente del analito o sustancia a analizar en la muestra.

3. Qu es un titulante?

Reactivo aadido a la solucin que contiene el analito para reaccione completamente con este y cuyo volumen permite el clculo de la concentracin.

4. Investiga los posibles efectos dainos a la salud o al medio ambiente, del biftalato de potasio. Registra tu fuente de informacin.

El polvo fino dispersado en aire en concentraciones suficientes y en la presencia de una fuente de ignicin es un potencial de peligrosa explicin. Se debe evitar el contacto con el cido ntrico, fuertes agentes oxidantes, calor, llamas y fuentes de ignicin. irrita el sistema respiratorio, digestivo, ojos y piel.

5. Qu es un analito?

Es el componente de inters analtico de una muestra, son especies qumicas cuya presencia o concentracin se desea conocer.

6. Qu es una disolucin valorada, estandarizada o normalizada?

Son aquellas que no tienen una concentracin exactamente conocida.

7. Qu es un indicador cido-base? Cul es el color de la fenolftalena en medio cido y en medio bsico?

Sustancia que puede ser de carcter cido o bsico dbil que posee la propiedad de presentar coloraciones diferentes, dependiendo su pH. Es un cido dbil que pierde cationes H+ en solucin, por lo tanto al agregarle una base, forma el anin adquiriendo una tonalidad rosada.

cidos: Incoloro

Bases: Rosa o Violeta

Son compuestos Qumicos en ciertos cambios de pH

8. Cmo se calcula el % de error en una determinacin experimental?

9. Cmo se calcula la desviacin estndar para una serie de valores?

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Segunda parte. Titulacin de NaOH 0.1 M con biftalato de potasio (KHFt)

1. Pesa cuidadosamente tres muestras de aproximadamente 0.15 g de biftalato de potasio seco. Las muestras, que no debern tener la misma masa, se transfieren a tres matraces Erlenmeyer etiquetados con la masa correspondiente. Anota las masas de la muestras en la Tabla 1.

2. Aade a cada matraz Erlenmeyer, aproximadamente 50 mL de agua destilada y agita. Agrega tres gotas de fenolftalena.

NOTA 1: No es necesario haber disuelto por completo el biftalato par iniciar la titulacin, ste se ir disolviendo al ir reaccionando.

NOTA 2: La titulacin debe llevarse a cabo por triplicado, variando ligeramente la masa de biftalato de potasio y el volumen de agua.

3. Llena una bureta limpia con la disolucin de NaOH ~0.1 M por valorar. Guarda la disolucin restante en la botella de plstico con etiqueta.

4. Ahora vas a proceder a realizar la titulacin del NaOH con las muestras preparadas en los incisos 1, 2 y

3. Monta el equipo como se muestra en la figura 1. Coloca una hoja de papel blanco debajo del matraz Erlenmeyer para apreciar mejor los cambios de color. Agrega lentamente la disolucin de NaOH de 1 mL en 1 mL hasta que la disolucin tome un color rosa que permanece a pesar de la agitacin. Esto indica que la reaccin se ha completado y se dice que se ha alcanzado el punto final o punto de equivalencia de la reaccin.

IMPORTANTE!: Adiciona volmenes ms pequeos al aproximarte al punto de equivalencia esperado.

5. Anota el volumen de NaOH consumido en la tabla 1.

6. Titula la segunda y tercer muestra. Toma nota del volumen consumido en cada experimento y regstralos en la tabla 1. Con esa informacin realiza los clculos necesarios para completar la tabla.

7. Obtn el promedio de los valores de concentracin de NaOH obtenidos para cada titulacin, este valor corresponder a la concentracin exacta de NaOH, colcalo sobre la etiqueta de la botella ya que ser necesario para los clculos de las prcticas siguientes.

RESULTADOS

1. Llena la siguiente tabla con los valores experimentales, tomando en cuenta los coeficientes estequiomtricos de la reaccin realizada.

Moles de biftalato de potasio

Molaridad real

Volumen terico

Molaridad terica

2. Completa la siguiente tabla con la cantidad de biftalato usado para cada valoracin. En la ltima columna, coloca el volumen calculado de disolucin de NaOH 0.10 M necesario para reaccionar con cada muestra.

3. Calcula el porcentaje de error para cada muestra. Qu tan semejante es la molaridad (M) obtenida con la esperada?Qu tan semejantes son entre s los tres valores de molaridad obtenidos para la disolucin de NaOH?

Hay una variacin entre 0.0025 y 0.0114 M

4. Cul es la desviacin estndar?

= 0.005 0.092

5. A qu pueden atribuirse estas diferencias?

Por una mala titulacin o haber preparado mal los reactivos.

Investiga y escribe la frmula de la desviacin estndar:

6. Si tuvieras que repetir la determinacin, qu modificaciones y precauciones tomaras?

Debemos pesar con exactitud el biftalato de Potasio,con ello lo que haremos y posteriormente para titulas tenemos que ir agregando lentamente el Hidrxido de Sodio, con ello presentaremos un error menor, que que nosotras lo que realizamos fue que hasta que se obtuviera una tonalidad rosada un poco fuerte, mientras que se debe tomar como punto de equivalencia cuando apenas la disolucin esta de un rosa plido y no un rosa medio,

CUESTIONARIO ADICIONAL

1. La cantidad de agua aadida al biftalato de potasio tiene alguna influencia en la determinacin de la concentracin de la disolucin de NaOH?

No debido a que en la disolucin ya est disociado el NaOH formando cationes y aniones y como sabemos es higroscpico en conjunto al momento de ser expuesto al aire, adems conocemos su concentracin exacta.

2. Describe cmo prepararas 50 g de una disolucin de KOH al 10 % m/m. Incluye los clculos correspondientes.

Medir 5 mL de KOH con una pipeta volumtrica de 5 mL.

Colocarlos en un matraz aforado de 50 mL.

Aforar con agua destilada.

Agitar y tapar.

3. Describe el procedimiento experimental necesario para preparar, a partir de la disolucin anterior, 100 mL de otra con concentracin 1 M. Incluye tu estrategia de clculo.

4. Cmo prepararas 50 mL de una disolucin de KOH al 10 % m/m?

En un matraz aforado de 50ml se agregan 5g de KOH y se agrega agua destilada hasta la marca de aforo

5. Expresa la concentracin de la disolucin 1 M de KOH en % m/V

Para preparar esta disolucin a partir de la anterior. Si tenemos 10g de KOH EN 100g de disolucin Cuntos gramos de disolucin tienen 5.6g KOH?

100g----10

? ----5.6 =56g de disolucin que necesitamos en 100ml con concentracin 1M

6. Describe el procedimiento experimental necesario para preparar 50 mL de una disolucin 0.1 M de HCl a partir de HCl concentrado (37 % m/m y densidad 1.18 g/mL), si solamente se tiene una pipeta graduada de 10 mL y una matraz aforado de 50 mL.

Medir 0.417 mL de HCl concentrado (no va a ser exacto ya que la pipeta es de 10 mL y se necesitara una pipeta de 1 mL para que la molaridad de HCl si fuera 0.1 M)

Colocar los 0.417 mL en un matraz aforado de 50 mL.

Agregar agua destilada hasta llevar al aforo.

Agitar bien.

Guardar en una botella de plstico etiquetada

7. La fenolftalena empleada en esta prctica como indicador, es una disolucin al 1 % m/V en etanol, de una sustancia de frmula C20H14O4 Qu masa de fenolftalena pura se requiere para preparar 25 mL de disolucin indicadora? Cul es la molaridad de sta?

OBSERVACIONES

Primera parte

Se prepararon cuatro disoluciones a partir de sosa 2 M, cido clorhdrico concentrado comercial, cido sulfrico concentrado 0.1 M y cido ctrico slido. Se obtuvieron las disoluciones necesarias y la sosa con una concentracin aproximada que se verificar para obtener la concentracin exacta en la segunda parte.

Segunda parte

A partir de diferentes masas de biftalato de potasio se hizo la titulacin de la disolucin por triplicado, para obtener varios resultados y determinar el porcentaje de error y la desviacin estndar de la concentracin exacta de hidrxido de sodio. Al hacer la titulacin se pudo observar como iba cambiando de color la disolucin de biftalato de potasio al agregar la sosa debido a la fenoftalena, hasta que hubo un repentino cambio de color, lo que signific que la sosa ya haba reaccionado con el bifltalato.

ANLISIS DE RESULTADOS

Primera Parte

En sta parte de la prctica como podemos ver solo se realizaron los clculos y se llevaron a cabo fsicamente las disoluciones, el nico dato que si se nos hizo realmente subjetivo fue, en la pipeta de 1ml colocar 0.417ml de HCl, ya que estaba una medida muy relativa y no aportaba bien la medicin exacta, uno tena que calcularle. pero de ahi en fuera los resultados obtenidos en los clculos se nos hicieron considerables para llevar a cabo las disoluciones.

Con esos clculos podemos darnos cuenta que realmente el porcentaje de cada reactivo es muy pequeo dentro de nuestra disolucin, es decir en la disolucin de NaOH es el 5%, en la de HCl es de 0.8%, en H2SO4 es de 0.5% y en la de cido ctrico es de 2% aproximadamente eso es lo que ocupa cada reactivo dentro de la disolucin.

Segunda Parte

Como podemos observar, al momento de llevar a cabo nuestra titulacin y agregar el NaOH al biftalato de Potasio que es nuestro titulante podemos conocer su concetracin proporcional a la equivalencia del NaOH que reacciona completamente en nuestra reaccin , de tal forma que el indicador nos marc la tonalidad, la cual describira que nuestra disolucin se encuentra completa.

Al momento de realizar los Clculos para obtener los resultados de la Tabla 1 podemos determinar que el nmero de moles de Biftalato de Potasio y como sabemos que la relacin es 1:1, la cantidad de NaOH es la misma,obteniendo de esos clculos nuestro Volumen Consumido de NaOH para posteriormente determinar nuestra concentracin que es lo que hemos estado buscando de NaOH en proporcin de nuestra reaccin.

Luego, entonces, obtenemos nuestro Volumen y Molaridad Tericos para despus obtener nuestro Porcentaje de error, y al calcularlo, podemos darnos cuenta que nuestro margen de error es considerable, los clculos tericamente estn bien establecidos al igual que la realizacin prctica , pero en cuanto a la hora de comprobar ambas partes, no cuadran del todo, quiere decir que pudimos equivocarnos al momento de medir las cantidades, teniendo en cuenta el error sistemtico que existe en nuestros material de medicin, o tambin podemos determinar que es debido a que al momento de aforar la disolucin, habindonos excedido un poco en la cantidad de ml de agua ya sea por una minora, pero eso puede alterar nuestros resultados. Adems otra causa podra ser que nos excedimos al momento de la titulacin, cuando agregamos la disolucin de NaOH al Biftalato de Potasio, obteniendo una equivalencia aproximada a causa de que al agregar y estar removiendo la disolucin de ambos reactivos no detectamos correctamente la gota exacta de fenolftalena dndonos un margen de error mayor.

CONCLUSIN

Sabiendo que el NaOH es un compuesto higroscpico no podemos dejarlo expuesto al aire del ambiente y ahora sabemos por qu tiene que almacenarse en recipientes de plstico, de otra forma nuestro compuesto ya sabramos que est contaminado y puede afectar nuestros resultados. pero como sabemos tambinn tenemos que considerar que el estar abriendo y cerrando el recipiente en donde est contenido nos da la misma seguridad de pureza del compuesto, ya que en sus datos dir una cosa pero debido al uso tambin se pueden alterar esos nmeros.

Tambin observamos que una titulacin es un mtodo utilizado para conocer la concentracin de nuestro analito en ste caso es el NaOH partiendo de la que s conocemos que es el Biftalato de Potasio que es nuestro titulante.

El punto final, es aqul en el que nuestra titulacin ya se realiz debido a nuestra disolucin que ya est en equilibrio, haciendo que nuestros reactivos reaccionen equivalentemente, y todo sto lo podemos conocer en el momento que nuestro indicador de pH nos marca la tonalidad diferente ubicando el cambio en la proporcin adecuada..

Adoue Romo de Vivar Anna

Con la preparacin de disoluciones se pudo identificar diferentes soluciones a diferentes concentraciones que se pueden realizar y como hacerlas, habiendo aprendido previamente a mezclarlas primero con un poco de agua y luego aforarlas. a travs de prueba y error se lograron hacer con exactitud. tambin se aplic el concepto de molaridad y hacer soluciones a diferentes concentraciones a partir de conversiones, este ltimo punto es importante para poder que la concentracin de la disolucin que estamos realizando sea precisa.

Por medio de la titulacin fue posible determinar la concentracin desconocida de NaOH a partir de biftalato de potasio, del cual sabamos la concentracin exacta y as llegar al punto de equivalencia donde hubo un viraje de color por un indicador (fenoftalena), gracias a que la reaccin qumica ya estaba hecha.

PREGUNTA FINAL

- Cuando preparamos una disolucin a partir de una cantidad de reactivo que se disuelve completamente hasta un volumen fijo. Qu procedimiento se debe realizar para conocer su concentracin exacta? Por qu?

Titulacin, ya que sabemos, que gracias a nuestro indicador de pH, tendremos determinado nuestro punto final en la equivalencia de la reaccin en los reactivos, tomando como referencia una de ellas la cual si sabemos con certeza cual es su concentracin.

REFERENCIAS

http://aprendeenlinea.udea.edu.co/lms/ocw/mod/resource/view.php?inpopup=true&id=170

http://reactivosmeyer.com.mx/pdf/materias/hds_6522.pdf

http://industrial.umsa.edu.bo/ingcoronel/PRACTICA%204.pdf

http://www.ciens.ucv.ve:8080/generador/sites/lfqf/archivos/estandarizacion.pdf