Determinación De La Densidad De Una Solución De Concentración Desconocida De NaCl Usando Un Volumen Calibrado

Universidad de Puerto Rico

Recinto de Río Piedras

Departamento de Química

Determinación de la densidad de una solución de concentración desconocida de NaCl usando un volumen calibrado

Índice:

I. Extracto………………………………………………………………………………………………………………....03

II. Introducción………………………………………………………………………………………………………....04

III. Experimento………………………………………………………………………………………………………..06

IV. Datos Tabulados, Cómputos y Gráficas………………………………………………………………….08

A. Tabla #1(A)………………………………………………………………………………………………..08

B. Tabla #1 (B)……………………………………………………………………………………………….08

C. Tabla #2 (A)………………………………………………………………………………………………..08

D. Tabla #3 (B)…………………………………………………………………………………………….....09

E. Tabla #3 (B)……………………………………………………………………………………………….09

F. Tabla #4……………………………………………………………………………………………………..09

G. Cálculos……………………………………………………………………………………………………..10

H. Gráfica……………………………………………………………………………………………………….11

V. Discusión de Resultados……………………………………………………………………………………….12

VI. Conclusión………………………………………………………………………………………………………….13

VII. Referencia…………………………………………………………………………………………………………14

I. Extracto

Una solución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias, en donde una, la de menor concentración o soluto queda disuelta en la de mayor concentración conocida como solvente. Cuando el solvente es agua, la solución pasa a ser una solución acuosa. Este tipo de solución fue la utilizada para realizar el experimento que a continuación se describirá, cuyo propósito era aprender a determinar la densidad de distintas concentraciones de soluciones de cloruro de sodio (NaCl), con las que se haría una curva de calibración obteniendo así la concentración desconocida de una solución de NaCl.

Para comenzar el experimento fue necesario calibrar y escoger el instrumento volumétrico a utilizarse. Esto se logró calculando el volumen promedio y la desviación estándar de cada equipo (pipeta, bureta, probeta y vaso), lo cual probo que de todos la pipeta y la bureta fueron los dos instrumentos más exactos y precisos. Por esta razón el experimento se realizó usando la bureta. Subsiguiente se prepararon diferentes soluciones con concentraciones ascendentes comenzando desde 1.0% m/m hasta un 20% m/m. Siendo la concentración de 1.0% m/m la asignada para el grupo se preparó dicha solución tres veces pesando su masa y volumen, obteniendo así una densidad promedia de 1.022 g/mL ± 0.008. Este proceso fue debidamente aplicado a cada % m/m de concentración, las cuales presentaron tener densidades ascendentes entre los valores de 1.0 g/mL y 1.5 g/mL. Por otro lado para adquirir la concentración desconocida de la solución de NaCl fue necesario medir el peso y volumen de la solución, calcular su densidad, ubicarla en la gráfica y calcular su concentración, cuyo resultado fue aproximadamente 5% m/m.

En fin, mediante este experimento el estudiante aprende a ser capaz de especificar tanto la densidad como la concentración de una solución usando factores como la temperatura, el volumen y la masa, que al relacionarlos logra obtener la densidad. Al analizar los resultados, descubre detalles como el que a medida que la concentración aumenta mayor es su densidad y que la temperatura juega un papel crucial en la determinación de la densidad, entre otros. Como en todo experimento, existe la un margen de error ya sea al calcular o en la calibración pero dentro de todo los resultados del experimento fueron los deseados.

II. Introducción

Cuando se busca explorar más allá sobre lo que ocurre tanto a nuestro alrededor como en nuestro propio cuerpo nos topamos con el concepto de reacción química. Por definición una reacción química es el proceso por el cual una o más sustancias son convertidas en uno a más sustancias distintas (3). A raíz de esto surge lo que se conoce como solución, una mezcla homogénea de dos o más sustancias con fin de crear un producto específico. Una solución está compuesta del soluto, sustancia en menor concentración y el solvente, sustancia de mayor concentración en donde se disuelve el solvente. En el caso de que el solvente sea agua se dice que la solución es una acuosa. Esta última lleva ciertas leyes de preparación para así poder alcanzar los resultados deseados. Estos son: calcular y pesar la masa del soluto, echar en el envase junto con poca agua agitando hasta lograr la disolución completa y luego volver a echar agua hasta alcanzar la cantidad de solución deseada y por ultimo nuevamente agitar la solución después de ser tapada asegurando la disolución completa del soluto. Este proceso debe seguirse al pie de la letra para preparar correctamente la solución ya que el más mínimo cambio puede tener grandes efectos en el resultado.

Una vez preparada la solución se puede proceder a hacerle los respectivos medidas de temperatura, masa y volumen necesarias para expresar la concentración de la solución ya sea mediante su densidad (g/mL), razón entre la masa y el volumen (1), o por el porciento por peso (%m/m), que indica la masa de soluto por cada cien partes de solución (1). Aun así, antes de poder realizar dichos cómputos es gran importancia y esencialmente necesario calibrar todo instrumento a utilizarse, en especial el de transferencia volumétrica. Sí se tienen más de uno de este último se elige el más preciso y exacto, respectivamente la cercanía entre las medidas repetidas y la cercanía al valor real. ¿Cómo se consigue esto? Sencillo, luego de ejecutar una serie de medidas pertinentes se calcula la densidad y su desviación estándar, grado de dispersión de las medidas individuales. Esta se hace de manera indirecta debido a que el volumen es medido a través de la determinación de la masa que presenta y la densidad se obtiene mediante la temperatura.

Como podemos observar los instrumentos mantienen un grado de incertidumbre aceptable leída por el menisco, la curva que forma la superficie de un líquido dentro de un tubo (4), pero sí esta se minimiza los datos pasan a ser reproducibles y válidos (1). Para lograr esto se debe cancelar cualquier fuente de error ya sea sistemático, aleatorio o craso. Correspondientemente el primero se refiere a aquellos empleados al tomar mal una medida, el mal uso del instrumento o el poco control sobre las variables como por ejemplo la densidad que es dependiente de la temperatura por ende puede ser cambiante. El segundo tipo de error refleja aquellos que al calcular presentan valores sobre o bajo el real pero puede ser corregido al promediar. Por último los errores crasos son aquellos causados por descuidos o limitaciones del practicante y se encuentran en errores de cómputos o lectura de escala.

En el caso de este experimento, que busca determinar las densidades de distintas concentraciones de soluciones de cloruro de sodio (NaCl). Se desea expresar la concentración en términos de densidad, cuyo resultado se calcula pesando la cantidad de masa en gramos que tiene la solución entre el volumen fijo, establecido previamente. Al repetir consecutivamente las pruebas se tienen suficientes valores como para sacar la densidad y desviación promedia que lleva el símbolo ± y representa la dispersión de datos y el grado de incertidumbre. Por ultimo si se intenta conseguir el valor de una solución con concentración desconocida, la técnica de interpolación es la adecuada. Esta implica determinar el valor desconocido a través de un método de conexión usando polinomios lineales de curva. (2) Para eso es menester haber graficado como es conocido cada concentración de NaCl dada. En fin esta técnica muestra facilitar los cálculos según los valores determinado de las líneas coordinadas (2).

III. Experimento

Se comenzó el experimento llenando un vaso con 600ml de agua destilada, el cual se dejó en reposo hasta alcanzar una temperatura ambiente y fue utilizada a través de todo la investigación. Luego de esto se comenzó con la primera parte del experimento, la calibración del equipo volumétrico, en donde se buscaba determinar cuál de los siguientes instrumento era más preciso y exacto: la pipeta, la bureta, la probeta y el vaso. Para esto se debía conseguir el volumen real mediante la calculación

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