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

Extracto

En este experimento se calibró tres instrumentos volumétricos al buscar la densidad de una solución de NaCl de concentración desconocida para encontrar el instrumento más preciso y exacto. Los instrumentos utilizados fueron: la probeta, la pipeta y la bureta. Después de calcular el volumen promedio y la desviación estándar de cada instrumento, se encontró que el instrumento volumétrico más preciso y exacto es la pipeta. Por otro lado, se determinó la densidad de una solución de NaCl de concentración conocida para compartir los datos en grupos y determinar la concentración desconocida de otra solución de NaCl mediante la técnica de interpolación. La densidad de la solución de Nacl desconocida fue de 1.17g/mL y la concentración en porcentaje masa/masa fue de 25%.

Introducción

En los experimentos químicos que envuelven soluciones, mezclas homogéneas compuestas por un disolvente y un soluto, siempre debemos de estar al tanto de los componentes y sus concentraciones. La concentración es la proporción que hay entre la cantidad del soluto y la cantidad de disolvente. El soluto y el disolvente son los componentes que caracterizan estas soluciones, siendo el soluto el que se encuentra en menor concentración y el disolvente en la mayor. Hay varias formas de determinar la concentración de una solución: porcentaje masa/masa o volumen/volumen, molaridad, molalidad, densidad, entre otras. En este experimento se utilizará solo dos formas: la densidad y el porcentaje masa/masa. La densidad se define como la razón de la masa de un objeto a su volumen (Densidad = Masa/Volumen). La masa es la cantidad de materia que contiene un objeto y volumen es el espacio que ocupa. La masa usualmente se mide en gramos (g) y el volumen en litros, mililitros o unidades cúbicas (〖mL,L,cm〗^3). Por otro lado, el porcentaje masa/masa te dice la masa de soluto por cada 100 partes de solución. En el experimento, estas dos formas se emplearán buscando la densidad de una solución de concentración desconocida de NaCl(cloruro de sodio) o comúnmente conocido como sal de mesa. El NaCl es utilizado en el hogar para sazonar alimentos y la conservación de los mismos. En grandes cantidades puede ser dañino para el ser humano, el consumo excesivo puede causar hipertensión o agravar la presión arterial. En el experimento se harán varias actividades para calibrar los instrumentos que se utilizaran al medir la masa y el volumen, además se construirá una curva de calibración para determinar la concentración en porcentaje masa/masa de la solución de NaCl de concentración desconocida. La curva de calibración es una forma para determinar la concentración de una sustancia determinada. Para hacerla, se mide una propiedad, en este caso la densidad, en función de la concentración. Se puede utilizar la técnica de interpolación para el mismo utilizando valores ya conocidos para determinar un valor desconocido.

Procedimiento experimental

Primeramente, se llenó un vaso con 600mL de agua destilada y se dejó a un lado para que alcanzara la temperatura del salón. A continuación, se hizo el procedimiento para calibrar una bureta, una pipeta y una probeta para saber cuál era el más preciso y exacto. Los instrumentos volumétricos se limpiaron antes de ser utilizados. Se calibró cada instrumento utilizándolos para medir 10 mL de agua tres veces por cada instrumento. Para esto se utilizó un vaso, previamente pesado, como el contenedor donde se iba a colocar el agua medida cada vez con un instrumento volumétrico diferente. Después de colocar el agua en el vaso, se pesó y se apuntó la masa para restarle el peso del vaso y averiguar la masa del agua. También, se midió la temperatura del salón y del agua con el termómetro. El volumen de agua descargado con cada instrumento se calculó con la masa del agua y su densidad a la temperatura en la que se encontraba, el último dato siendo provisto por el manual de instrucciones. Se calculó el volumen promedio y la desviación estándar de las tres medidas para obtener el volumen final y se tabularon los resultados. La pipeta fue el instrumento más exacto y preciso, comparado con la bureta y probeta. Próximo, se preparó una solución de NaCl acuosa de concentración de 8% masa/masa con aproximadamente 92 gramos de agua y aprox. 8 gramos de NaCl sólido para un total de aprox. 100 gramos de solución acuosa NaCl. Utilizando un vaso, se pesó la muestra de NaCl para asegurar que contenía 8 gramos. Se mezcló vigorosamente la solución acuosa de forma que quedara uniforme. La pipeta, instrumento volumétrico más preciso y exacto, se utilizó para sacar la densidad de tres muestras de la solución de NaCl preparada. De la misma forma se midió la densidad de tres muestras de una solución de NaCl desconocida. Se recolectaron los resultados de todos los grupos y con esto se creó una gráfica de curva de calibración de la solución de NaCl desconocida. Por último, se utilizó la interpolación lineal de la gráfica creada para sacar la concentración de la solución desconocida, en este caso, la concentración de la solución desconocida era de un 25% masa/masa.

Datos Tabulados

Calibración de Instrumentos:

Probeta

Medida #1 #2 #3

Masa: vaso vacío(g) 30.79g 30.79g 30.79g

Masa: vaso + agua(g) 40.37g 40.50g 40.48g

Masa de agua(g) 9.58g 9.71g 9.69g

Volumen(mL) 9.60mL 9.73mL 9.71mL

Vol. Promedio(mL) 9.68mL

Desv. Estándar(mL) 0.07mL

Temp. Agua (°C) 23°C

Temp.Ambiente(°C) 23°C

Bureta

Medida #1 #2 #3

Masa: vaso vacío(g) 30.76g 30.74g 30.73g

Masa: vaso + agua(g) 40.60g 40.68g 40.62g

Masa de agua(g) 9.84g 9.94g 9.89g

Volumen(mL) 9.86mL 9.96mL 9.91mL

Vol. Promedio(mL) 9.91mL

Desv. Estándar(mL) 0.05mL

Temp. Agua (°C) 23°C

Temp.Ambiente(°C) 23°C

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