Área de Química Laboratorio de: Química 4

Universidad de San Carlos de Guatemala[pic 1]

Facultad de Ingeniería

Escuela de Ingeniería Química

Área de Química

Laboratorio de: Química 4

Impartido por: Ing. Qca. Mercedes Esther Roquel

Práctica No. 5

SOLUCIONES

Ruth Abigail Aguirre Gil – 201503691

José Ricardo Orantes Hernández – 201310499

Sección E

Guatemala, 8 de octubre de 2015[pic 2]

1. RESUMEN

     En el siguiente reporte se presentará el cálculo de concentración de dos soluciones, una solución de Ácido Clorhídrico y una de Hidróxido de Sodio a partir de soluciones previamente formadas y también a partir de los resultados obtenidos de las titulaciones realizadas durante la práctica de laboratorio.

     Primero, fue necesario preparar el ácido y la base a concentraciones más pequeñas de las disponibles en el laboratorio. Con estas dos soluciones se efectuó un par de titulaciones con el fin de determinar el volumen gastado del titulante para la neutralización de una alícuota determinada. Se calcularon también las densidades de las soluciones que fueron preparadas, con la relación de masa de la solución entre el volumen preparado.

     Luego de recolectados los datos de todos los grupos, se calcularon las concentraciones en diferentes unidades de cada solución a partir de la fórmula de titulación y con las densidades experimentales. La práctica fue llevada a cabo en el laboratorio de química con las siguientes condiciones ambientales: una presión atmosférica de 0.86 atm y una temperatura de 26ºC.

1. OBJETIVOS

1. General

• Determinar las concentraciones de los reactivos utilizados mediante el proceso de titulación.

1. Específicos

• Calcular el pH y pOH de los reactivos.

• Encontrar por medio del porcentaje de error que grupo fue el más exacto y cual el menos exacto durante la práctica.

• Determinar cuál de las titulaciones llevadas a cabo en el laboratorio fue más efectiva, a partir de la exactitud obtenida en los datos calculados.

• Establecer la precisión de las concentraciones calculadas a partir de los resultados de la titulación.

1. MARCO TEÓRICO

Disolución

     Una disolución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias. El soluto es la sustancia presente en menor cantidad, y el disolvente es la sustancia que está en mayor cantidad. Una disolución puede ser gaseosa, sólida, líquida o acuosa. Una disolución acuosa es donde el soluto esta disuelto en agua, que es el disolvente.^[1]

Expresión de la concentración en una disolución

     El estudio cuantitativo de una disolución requiere que se conozca su concentración, es decir, la cantidad de soluto presente en determinada cantidad de una disolución. Los químicos utilizan varias unidades de concentración diferentes; cada una de ellas tiene ciertas ventajas, así como algunas limitaciones. Algunas de las expresiones de concentración más utilizadas son:

Molaridad (M)

     Una solución uno-molar se define como la que contiene un mol de sustancia en cada litro de esa solución. Ésta se prepara disolviendo un mol de la sustancia en el solvente y diluyendo hasta un volumen final de un litro en un matraz volumétrico, o bien se puede disolver una fracción o un múltiplo del mol y diluirlo hasta la fracción o múltiplo de litro correspondiente.

Normalidad (N)

     Una solución uno-normal contiene un equivalente por litro. Un equivalente representa la masa de material que da un número de Avogadro de unidades reaccionantes. Una unidad reaccionante es un protón o un electrón. El número de equivalentes está dado por el número de moles multiplicado por el número de unidades reaccionantes por molécula o átomo; el peso equivalente es el peso fórmula dividido entre el número de unidades reaccionantes.

Molalidad (m)

     Una solución uno-molal contiene un mol por 1000 g de disolvente. La concentración molal es conveniente en mediciones fisicoquímicas de las propiedades coligativas de las sustancias, como el abatimiento del punto de congelación, la disminución de la presión de vapor y la presión osmótica porque las propiedades dependen sólo del número de partículas de soluto presentes en la solución por mol de disolvente. Las concentraciones molales no dependen de la temperatura como las concentraciones molares y las normales (ya que el volumen del disolvente en las concentraciones molares y normales depende de la temperatura).

% peso-peso

     Los cálculos para muestras sólidas se basan en el peso. La forma más común de expresar los resultados de macro-determinaciones es dar el peso del analito como porcentaje del peso de la muestra (base peso/peso). Las unidades de peso del analito y la muestra son las mismas.

     Las concentraciones a nivel de trazas por lo regular se dan en unidades más pequeñas, como partes por mil (ppt según el sistema norteamericano o 0/00), partes por millón (ppm) o partes por billón (ppb, donde un billón representa aquí 109). Las partes por millón son equivalentes a gramos de soluto dividido mililitros de solución.

% volumen-volumen

     Si el analito es un líquido disuelto en otro, los resultados se pueden expresar sobre la base volumen/volumen. Las unidades de peso del analito y la muestra son las mismas.

Análisis volumétrico de las disoluciones

     La valoración o titulación es un método de análisis químico cuantitativo en el laboratorio, que se utiliza para determinar la concentración desconocida de un reactivo conocido. En una titulación, la sustancia de prueba (analito) en un matraz reacciona con un reactivo en solución cuya concentración se conoce y el cual se adiciona mediante una bureta. A este reactivo se le refiere como solución estándar y suele denominársele titulante. Se mide el volumen de titulante que se requiere para reaccionar en forma completa con el analito. Como se conoce tanto la concentración como la reacción entre el analito y el reactivo, se puede calcular la cantidad de analito.

     Una solución estándar se prepara disolviendo una cantidad pesada con gran exactitud de un material de alta pureza que se llama estándar primario y diluyendo hasta un volumen conocido con exactitud en un matraz volumétrico. Ahora bien, si el material no es lo suficientemente puro, se prepara una solución para dar aproximadamente la concentración deseada y ésta se estandariza mediante una titulación con una cantidad pesada de un estándar primario.

Estandarización

     Cuando no se dispone de un material titulante de pureza alta o por lo menos conocida, la concentración de la solución titulante se debe determinar con exactitud mediante estandarización. La estandarización consiste en titular una cantidad pesada con exactitud (un número conocido de milimoles) de un estándar primario. A partir del volumen de titulante utilizado para titular el estándar primario, se puede calcular la concentración molar del titulante.^[2]

...