reporte porcentaje en masa

8/19/2019 Reporte Porcentaje en Masa

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Universidad de San Carlos de GuatemalaFacultad de Ingeniería

Escuela de Ciencias Área de Química General

Laboratorio de Química General 1

Sección T4

Impartido por: Br. Ingrid Guerra

Determinación de Porcentaje en Masa

SECCI N PONDERACI N Nota 1. Resumen 10 Pts.

2. Resultados 15 Pts. 3. Interpretación de Resultados 35 Pts.

4. Conclusiones 15 Pts. APÉNDICE

5. Procedimiento 2.5 Pts. 6. Hoja de Datos Originales 2.5 Pts.

7. Muestra de Calculo 5 Pts. 8. Análisis de Error 5 Pts. 9. Datos Calculados 5 Pts.

10. Bibliografía 5 Pts.

NOTA

Nombre: ROBERTO CARLOS MAZARIEGOS GUTIÉRREZ Carné: 2010 - 25381Fecha de Entrega: 11 / 03 / 2016 Nota: ________ Firma: ________________


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1. RESUMEN

En la práctica de determinación de porcentaje en masa, se realizó una solución

madre, utilizando 60 gramos de cloruro de sodio y 200 gramos de agua. La

finalidad de la práctica era determinar una relación de porcentaje en masa del

soluto con la densidad de dicha solución, útil para encontrar el porcentaje en masa

de cualquier solución desconocida. Uno de los objetivos fue la correcta utilización

del equipo de laboratorio y aprender a relacionarlo con los conceptos de precisión

y exactitud en los resultados finales.

La práctica fue llevada a cabo el día 26 de febrero del año 2016, en el horario de

11:00 a 01:00 p.m. a una temperatura de 21°C y una presión de una atmosfera en

el campus universitario.


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2. RESULTADOS

Tabla No. 1 Porcentaje en masa de cada dilución

% m/m dilución

Dilución 1 20.7Dilución 2 16.1Dilución 3 11.5Dilución 4 8.05Dilución 5 3.91Dilución 6 0

Fuente: Datos calculados

Gráfico No. 1 Curva de calibración: porcentaje (m/m) = f(densidad)

Fuente: Datos calculados

Tabla No. 2 Ecuación de la curva de calibración

Ecuación de la gráfica ⁄ ( ) Fuente: Gráfico 1

Tabla 3. Porcentaje masa (m/m) teórico de cloruro de sodio en la solucióndesconocida

% m/m Cloruro de Sodio 11.80% Fuente: Muestra de Cálculo

-5

0

5

10

15

20

25

0.9 0.95 1 1.05 1.1 1.15

% m / m

Densidad (g/ml)

Curva de Calibración


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Tabla No. 4 Media y desviación de la masa de los datos medidos de SoluciónMadre

Masa (g) Densidad (g/ml)Media 5.967 1.1934

Desviación Estándar 0.006Fuente: Datos calculados

Tabla No. 5 Media y desviación de volumen en datos medidos en lasdisoluciones realizadas

(ml) (ml)Dilución 1 9.0 0.0Dilución 2 9.27 0.1Dilución 3 9.4 0.0Dilución 4 9.4 0.4

Dilución 5 10.0 0.1Dilución 6 10.83 0.3Fuente: Datos calculados

Tabla No. 6 Media y desviación de la masa de los datos medidos de solucióndesconocida

Masa (g)Media 5.29

Desviación Estándar 0.11Fuente: Datos calculados

Tabla No. 7 Error Relativo de porcentaje en masa de cloruro de sodio teóricoy experimental en la solución desconocida

% m/m NaCl Teórico % m/m NaCl Experimental %E15.66 11.80 24.6%

Fuente: Análisis de Error


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3. INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS

La práctica consistió en la realización de una solución madre, mezclando cloruro

de sodio y agua destilada, que se utilizó para realizar corridas de masa conrespecto a su volumen, así como para realizar otras disoluciones con el fin de

variar su densidad.

Se considera importante que para esta práctica se observó que existen cambios

en la densidad de una misma sustancia de igual porcentaje en masa, al variar

algunas condiciones en función del tiempo. La densidad es una propiedad que

depende de la temperatura y la presión del medio en que se encuentra dicha

sustancia.

Al inicio de la práctica se realizaron tres corridas de medición de masa para un

mismo volumen de solución madre, con lo que se observó que además de variar

levemente los valores de la densidad, existió una ligera desviación entre las

mediciones. Dicha desviación cuyo valor 0.006 gramos, refleja que siendo un valor

bajo, las mediciones realizadas fueron bastante precisas y que la utilización del

material y equipo de laboratorio fue la correcta.

La realización de diluciones consistió en aforar con agua diferentes valores masa

de la solución madre. Se pudo apreciar el cambio significativo en la densidad de

una sustancia al variar ligeramente las condiciones de porcentaje en masa del

soluto. La determinación de la relación entre porcentaje en masa y densidad para

dicha solución tuvo como resultado la función:

⁄

La función de la curva de calibración nos hace viable la determinación del

porcentaje en masa del soluto de una solución desconocida, si se tiene la

densidad de dicha solución. En el caso de la práctica, se contaba con un valor


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teórico de densidad de la sustancia desconocida y se realizaron mediciones para

la obtención de un valor experimental de densidad para compararlos.

El porcentaje de error relativo en dicha comparación fue de 24.6%, juzgando de

esta forma que si bien las mediciones de la práctica fueron precisas, se careció deexactitud en los resultados finales. La discrepancia de dichos valores encuentra su

explicación en el hecho de que en la solución desconocida aún se encontraban

partículas de cloruro de sodio en suspensión, mientras que al tomar la muestra de

dicha sustancia solamente se extrajo sustancia completamente líquida, sin

ninguna partícula en suspensión, lo que da lugar a variaciones en las mediciones

realizadas para determinar su densidad.

Como resultado final se expone que la determinación de porcentaje en masa sehizo posible mediante la utilización correcta del material de laboratorio, la

utilización del modelo matemático porcentaje masa-densidad basado en

mediciones bastante precisas, discrepantes por el error humano y resultados

finales de porcentaje en masa discrepantes por condiciones de mezclado no

satisfactorias en la solución experimentada.


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4. CONCLUSIONES

1. Se logró experimentar que la densidad de una solución es una propiedad que

depende de factores como la temperatura y presión de su medio, ya que estos

factores influyen directamente en el volumen de dicha solución.

2. Se determinó una relación entre la densidad de una solución salina y elporcentaje en masa de cloruro de sodio en dicha solución. Dicha relación se

construye de la forma: ⁄ ( )

3. Se determinó el porcentaje en masa de cloruro de sodio por medio de la

relación densidad-porcentaje en masa, para una solución salina con una densidad

de 1.057 g/ml. Dicho porcentaje se reporta como un valor experimental de 11.8%de cloruro de sodio.

4. Se analizaron las desviaciones en las mediciones de masa y volúmenes

realizados en el laboratorio. Dichas desviaciones tuvieron valores bajos por lo que

se concluye que las mediciones fueron precisas y que se utilizó correctamente el

equipo de laboratorio.


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5. APÉNDICE

5.1 PROCEDIMIENTO

Se preparo una solución en un beacker de 250 ml utilizando 60 gNaCl y 200 g H2O. Esta se utilizó como la solución madre.

Se taró una probeta de 10ml para determinar su peso mientras estávacía.

Se midieron 5ml de la solución madre Se tomó la masa de los 5 ml de solución madre. Se determinó la densidad de la sustancia en la probeta.

Se repitió este proceso con 2 pruebas más utilizando la misma probeta yla misma cantidad de solución madre.

Diluciones

Se utilizó la misma solución madre previamente preparada. Se taro una probeta de 10ml. Se midieron 9 g de la solución madre Se le agrego aforo de agua de 1 g.

Se midió el volumen total Se repitió el mismo procedimiento con masas de 7, 5, 3.5, 1.7 y 0

gramos de solución madre

Sustancia desconocida

Se utilizó una sustancia desconocida para realizar esta prueba. Se taro una probeta de 10ml Se midieron 5ml de la sustancia desconocida.

Se tomó la masa total. Se determinó la densidad de la masa de la sustancia contenida en la

probeta. Se realizó este mismo proceso con la misma probeta y las mismas

cantidades 2 veces más.


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5.3 MUESTRA DE CÁLCULO

1. Determinación de la masa de soluto de cada dilución

Ecuación 1. Masa de soluto de una disolución

Donde:

= masa del soluto en gramos = masa de la solución madre en gramos = porcentaje masa de la solución madreEjemplo:

Para obtener la masa del soluto en la primera disolución realizada (Fuente: Hojade datos originales)

= 9.0 g = 23%

*Nota: La masa de soluto se calculó de la misma manera para todas lasdiluciones. Los datos se encuentran en la tabla 8.

2. Determinación del porcentaje masa de cada dilución

Ecuación 2. Porcentaje masa de una dilución

⁄ Donde:

⁄ = porcentaje masa de la dilución= masa del soluto en gramos= masa total de la dilución


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Ejemplo:

Para obtener el porcentaje masa de la primera dilución realizada (Fuente: Tabla 8,Datos Calculados)

= 2.07g= 10.0 g ⁄

*Nota: El porcentaje masa se calculó de la misma manera para todas lasdiluciones. Los datos se encuentran en la tabla 9.

3. Determinación de la densidad de una solución

Ecuación 3. Ecuación de la densidad

Donde:

m= masa en gramos.

v= volumen en ml.

ρ= densidad en g/ml.

Ejemplo:

Para obtener la densidad de la primera dilución realizada (Fuente: Hoja de datos

originales)

m = 10 g

= 9.0 ml

*Nota: La densidad se calculó de la misma manera tanto para la solución

desconocida, como para cada una de las diluciones de realizadas. Los datos se

encuentran en la tabla 11.


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4. Determinación del porcentaje masa de Cloruro de Sodio en una muestra

Ecuación 4. Curva de Calibración (Fuente: Gráfico 1)

⁄

Donde:

⁄ = porcentaje en masa de cloruro de sodio = densidad de una solución (g/ml)Ejemplo:

Para obtener el porcentaje experimental en masa de cloruro de sodio en la

solución desconocida (Fuente: Tabla 12)

= 1.057 g/ml ⁄

*Nota: El porcentaje en masa de cloruro de sodio “teórico” de la solución

desconocida se realizó de la misma manera. El valor para la densidad teórica de

dicha solución se encuentra en la tabla 15.


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5.4 ANÁLISIS DE ERROR

1. Determinación de la desviación estándar en valores medidos en el

laboratorioEcuación 5. Desviación Estándar

√ ∑ ̅ Donde:

= desviación estándar de las mediciones

= valor de la medición de la corrida i ̅ = valor de la medición promedio = número de corridasEjemplo:

Para obtener la desviación estándar en valores de masa de solución madre,medidos en el laboratorio (Fuente: Hoja de datos originales)

= 5.970 g = 5.960 g = 5.971 g ̅ = 5.967 gn = 3 corridas

√


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*Nota: Las desviaciones estándar de volúmenes de disoluciones y masas de“solución desconocida”, medidas realizadas en el laboratorio se calcularon de la

misma manera. Los resultados se encuentran en la Tablas 10, 13, 14.

2. Determinación del porcentaje de error relativo

Ecuación 6. Error Relativo

Donde:

%E = Porcentaje de error relativo

DT = Dato teórico

DE = Dato experimental

Ejemplo:

Para obtener el porcentaje de error relativo entre el porcentaje en masa teórico yel porcentaje en masa experimental de la “solución desconocida” . (Fuente:Muestra de cálculo)

DT = 15.66

DE = 11.80


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5.5 DATOS CALCULADOS

Tabla No. 7 Porcentaje masa de la solución madre

Masa (g) m/m (%)

Sal 60 23 %Agua 200 77 %Total 260 100 %

Fuente: Hoja de datos originales

Tabla No. 8 Masa del soluto de cada disolución

Solución madre (g)%m/m de solución

madreMasa del soluto (g)

Dilución 1 9 23 2.07Dilución 2 7 23 1.61Dilución 3 5 23 1.15Dilución 4 3.5 23 0.805Dilución 5 1.7 23 0.391Dilución 6 0 23 0

Fuente: Muestra de cálculo

Tabla No. 9 Porcentaje masa de las diluciones realizadas

Masa soluto (g) Masa total dilución (g) % m/m diluciónDilución 1 2.07 10 20.7

Dilución 2 1.61 10 16.1Dilución 3 1.15 10 11.5Dilución 4 0.805 10 8.05Dilución 5 0.391 10 3.91Dilución 6 0 10 0


Tabla No. 10 Volumen promedio de diluciones realizadas y su desviaciónestándar

(ml)

(ml)

(ml)

(ml)

(ml)

Dilución 1 9.0 9.0 9.0 9.0 0.0Dilución 2 9.2 9.2 9.4 9.27 0.1Dilución 3 9.4 9.4 9.4 9.4 0.0Dilución 4 9.5 9.7 9.0 9.4 0.4Dilución 5 10.10 9.9 10.0 10 0.1Dilución 6 11.0 10.5 11.0 10.83 0.3

Fuente: Hoja de datos originales


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Tabla No. 11 Densidades de las diluciones realizadas

Masa (g) (ml) Densidad (g/ml)Dilución 1 10 9.0 1.111Dilución 2 10 9.27 1.079

Dilución 3 10 9.4 1.064Dilución 4 10 9.4 1.064Dilución 5 10 10 1.000Dilución 6 10 10.83 0.923


Tabla No. 12 Densidad promedio de la “solución desconocida”

Densidad (g/ml)Corrida 1 1.078Corrida 2 1.058

Corrida 3 1.036Promedio 1.057Fuente: Muestra de cálculo

Tabla No. 13 Análisis de error de medición en masa de solución madre

Masa (g)Corrida 1 5.97Corrida 2 5.96Corrida 3 5.971Promedio 5.967

Desviación Estándar 0.006Fuente: Hoja de datos originales

Tabla No. 14 Análisis de error de medición en masa de “solucióndesconocida”

Masa (g)Corrida 1 5.39Corrida 2 5.29Corrida 3 5.18Promedio 5.29

Desviación Estándar 0.11Fuente: Hoja de datos originales

Tabla No. 15 Densidad teórica “solución desconocida”

Densidad (g/ml)Solución desconocida 1.094



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6. BIBLIOGRAFÍA

1. Brown, Theodore. Química: La Ciencia Central. Novena edición. PEARSONEDUCACIÓN. México, 2004. 1152 páginas. ISBN: 970-26-0468-0.

2. Chang, Raymond. Química. Décima edición. Mc Graw-Hill. México, 2010.

1174 páginas. ISBN: 978-607-15-0307-7.

3. Ralph H. Petrucci, F. Geoffrey Herring, Jeffry D. Madura y Carey

Bissonnette. Química General. Décima edición. PEARSON EDUCACIÓN,

S. A. Madrid, 2011. 1432 páginas. ISBN: 978-84-8322-680-3.

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