Determinación de la densidad de cloruro de sodio (NaCl) de concentración desconocida usando un volumen calibrado

Universidad de Puerto Rico

Recinto de Río Piedras

Departamento de Química

Experimento:

Determinación de la densidad de cloruro de sodio (NaCl) de concentración desconocida usando un volumen calibrado.

Adriel E. Miranda Milán

801-14-4420

Sección 120

Instructor: Josué Benjamín

Grupo # 2

Índice:

1. Extracto…………………………………………………………..…….. página 1
2. Introducción………………………………………………………...….. página 1-2
3. Metodología……………………………………………………...….…. página 2-4
4. Datos tabulados, cómputos y gráficas……………………………….... página 4-8
5. Discusión de Resultados…………………………………………….… página 8-9
6. Conclusión…………………………………………………………….. página 10
7. Referencias……………………………………………………………. página 10

I. Extracto [pic 1]

        El experimento consiste en la preparación de seis soluciones de cloruro de sodio (NaCl), cada una con  concentración distinta (1%, 3%, 5%, 7%, y 10% m/m). Esto para determinar la concentración desconocida de una solución de NaCl con  densidad promedio de 1.03g/mL. Para agilizar el trabajo, se dividió el laboratorio en seis grupos de cuatro estudiantes. A cada grupo se le asignó una concentración de NaCl diferente. Se prepararon 50.0g de cada una de las soluciones con su respectiva concentración (experimental) por triplicado, Luego de realizar las tres pruebas indicadas, se obtuvo la densidad promedio para cada una de las soluciones. Mas adelante se procedió a graficar los resultados los cuales fueron: 0.96%m/m – 1.00g/mL; 5.02%m/m – 1.04g/mL; 10.00%m/m – 1.07g/mL; 7.00%m/m – 1.04g/mL; 5.00%m/m – 1.03g/mL; 3.00%m/m – 1.02g/mL. Se buscó la ecuación de la pendiente de la gráfica en la forma (y=mx+b) para sustituir en la misma la densidad de la solución con concentración desconocida (y) de cloruro de sodio. La concentración del desconocido fue 4.93%m/m.

II. Introducción

        El cloruro de sodio es un compuesto químico entre los iones de sodio () y cloro (). El mismo se presenta en forma de cristales, siendo una sal (sal de mesa). Es utilizado de diversas maneras, comúnmente se utiliza para la preparación de alimentos o para derretir hielo. Es extraído de las costas luego de la evaporación del agua de mar . Este compuesto iónico de cloruro de sodio no es peligroso, aunque puede ocurrir intoxicación en el caso de ingerir una cantidad excesiva, no es necesario que se trabaje con guantes pero puede causar irritaciones en los ojos. Se trabajará con este compuesto ya que es uno que se disuelve en agua exitosamente. [pic 2][pic 3]

        Para hallar la concentración desconocida de una solución acuosa de NaCl se utilizará la densidad promedio cada una de las soluciones de NaCl con concentraciones

conocidas. Una solución es la mezcla homogénea entre un soluto(menos cantidad) y un disolvente(mayor cantidad). La densidad (g/mL) de la solución va a estar definida como la razón entre la masa (g) y el volumen (mL) de la misma. El promedio es la sumatoria de todos los datos dividido entre la cantidad de estos y se utiliza para saber la exactitud de las medidas. Por tanto la densidad promedio va a ser la suma de las densidades (por cada concentración) entre la cantidad de ellas. La concentración de la solución se representa como porciento de masa por masa para determinar cuantos gramos de soluto hay por cada 100g de la solución. [pic 4]

En este experimento los objetivos principales son; Determinar el equipo volumétrico mas preciso y certero para luego encontrar la concentración desconocida utilizando la ecuación que se obtiene al graficar las densidades promedio versus las concentraciones ya conocidas.[pic 5]

III. Metodología

Para comenzar el experimento, se realizo una calibración de instrumentos volumétricos para determinar aquel con mayor precisión y exactitud.

Antes de comenzar, se limpiaron todos los materiales pertinentes siguiendo las reglas de laboratorio (enjuagar con agua y jabón usando un cepillo, luego de esto enjuagar con agua destilada tres veces y secar si es necesario). Continuando con el experimento se realizaron tres pruebas de medición de volumen con cada uno de los instrumentos usando las técnicas adecuadas. Los instrumentos utilizados fueron los siguientes : vaso (50mL), probeta (10ml), bureta (25mL) y una pipeta (10mL). La prueba consistió de pesar el instrumento vacío, utilizando una balanza (200g) y luego adicionar 10mL de agua en el instrumento para volver a pesar en la misma balanza. Los resultados de masa obtenidos fueron restados para obtener la masa experimental del agua vertida. Luego de obtener la masa, se procedió a determinar su volumen ya que la densidad del agua a temperatura del salón (20.5C) estaba dada (0.9981019g/mL). Los datos recopilados se presentan en Tabla 1
[pic 6][pic 7]

En la segunda parte del experimento, luego de determinar el instrumento mas preciso y certero (pipeta). Se procedió a la preparación de soluciones NaCl. Como grupo se trabajó con 50.0g de la solución de cloruro de sodio con una concentración de 5%m/m. Se calcularon los gramos necesarios de NaCl utilizando la fórmula de porciento de masa por masa: %masa=(masa soluto/ masa solución) x 100…[pic 8]

Utilizando una espátula, Se añadió aproximadamente 2.5g de NaCl a un vaso de 150mL y por diferencia entre las masas (masa vaso con compuesto menos masa vaso vacío) se hallaron los gramos de NaCl pesados. Se vertió agua a temperatura ambiente en el vaso con el compuesto hasta alcanzar los 50.0g de solución deseados y se agitó suavemente para disolver todo el compuesto. Por diferencia entre las masas (masa vaso con solución menos masa vaso con compuesto) se hallaron los gramos de la solución pesada.

Para la próxima parte del experimento se utilizó una pipeta de 10mL (la pipeta es

el instrumento más preciso y más exacto). Se pesó en la balanza un vaso vacío y

luego se vertieron 10mL de la solución preparada succionados con la pipeta, en el vaso y se pesó el vaso con la solución. Por diferencia se halló la masa de la solución. Se repitió este proceso por unas dos veces adicionales. Para hallar la densidad de las muestras se dividió cada masa entre los 10mL(volumen). Para calcular la densidad promedio de la solución con 5%m/m de concentración se sumaron las tres densidades halladas en las pruebas anteriores y el resultado se dividió entre 3 (cantidad de datos disponibles). También se calculó la desviación estándar de los datos utilizando la calculadora.

        El próximo paso fue tabular los datos de concentración experimental, densidad promedio y desviación estándar de todos los grupos del salón (cada uno con concentraciones distintas de NaCl). Entonces proceder a graficar los datos de las densidades promedio vs. los porcientos de concentración. Para encontrar la concentración desconocida se utiliza la densidad promedio de la desconocida (1.03g/mL). Luego de graficar los puntos(Excel) se busca la ecuación de la gráfica (y=mx+b  ⇒        pendiente intercepto). Utilizando el método de interpolar, si “y” representa densidad y “x” representa concentración pues se sustituye para encontrar la concentración, luego se multiplica por 100 para obtener el resultado en %m/m. Al finalizar la experimentación con las soluciones, se descartó el residuo en su envase respectivo (solución acuosa, envase 1),

[pic 9]

IV. Datos tabulados, cómputos y gráficas

[pic 10]

1. Calibración de los instrumentos

Tabla 1: Instrumentos volumétricos

*Cálculo resta de masas:

;[pic 11]

73.92 ±0.01g  67.06±0.01g = 9.87 ±0.02g[pic 12]

Tabla 1.1 medición de volumen con (probeta)[pic 13]

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