LABORATORIO DE QUÍMICA. Solubilidad
Enviado por dominique2899 • 9 de Junio de 2019 • Informes • 2.352 Palabras (10 Páginas) • 495 Visitas
[pic 1] | UNIVERSIDAD DE COSTA RICA FACULTAD DE CIENCIAS ESCUELA DE QUIMICA | Rúbrica de evaluación de reporte**
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LABORATORIO DE QUÍMICA GENERAL Intensiva QU-0115 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
I SEMESTRE 2019 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
INFORME DE LABORATORIO |
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ESTUDIANTE: Dominique Estrada | CARNÉ: B92939 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ASISTENTE: José Pablo Carballo | GRUPO: 26 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Solubilidad | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
INTRODUCCIÓN (15 %): En el experimento se analiza la solubilidad de varios compuestos en diferentes solventes, esto con el fin de explicar que factores intervienen en la solubilidad de las diferentes sustancias. La solubilidad es la capacidad de una sustancia para disolverse al mezclarse con un líquido. Entre los factores influyen está la temperatura, la presión y las fuerzas intermoleculares que son las interacciones que existen entre las moléculas conforme a su naturaleza, estas pueden ser fuerzas Ion-dipolo, que se dan entre sales y un disolvente polar, dipolo-dipolo que se dan entre moléculas polares, puentes de hidrogeno que se dan entre moléculas con un hidrogeno enlazado a O,N, F y fuerzas de dispersión de London que se dan entre moléculas no polares. Una disolución puede ser insaturada, en la cual el soluto esta en muy poca cantidad y no alcanza el máximo de solubilidad en una cantidad de soluto y temperatura determinada. Una disolución saturada es cuando se alcanza dicho máximo de solubilidad y queda un precipitado, y por ultima una disolución sobre saturada es una disolución sobre saturada que se eleva a una temperatura dada para lograr disolver el precipitado, luego se enfría a un ritmo lento y no queda residuos del soluto. Además, las disoluciones pueden ser endotérmicas, cuando se consumen energía, y exotérmicas, cuando la liberan. También se analiza la acción del detergente en las disoluciones. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
SECCIÓN EXPERIMENTAL (5 %): Se colocó 3 mL de agua en un tubo de ensayo pequeño y seguidamente se le añadió 10 gotas de etanol, luego se observaron los cambios que sucedieron en la mezcla. El procedimiento se realizó nuevamente, pero con, 10 gotas de glicerina, acetona, gasolina, canfín y finalmente aceite. Mas adelante se colocó 3 mL de gasolina en un tubo de ensayo pequeño y seguidamente se le añadió 10 gotas de etanol. De la misma manera el procedimiento se realizó nuevamente, pero con, 10 gotas de glicerina, acetona, canfín y finalmente aceite. Se colocó 3 mL de agua en un tubo de ensayo pequeño y seguidamente se adicionó, una punta de espátula de cloruro de potasio, luego de agitar se observaron los cambios físicos en la mezcla, como por ejemplo la temperatura y su solubilidad. El procedimiento se realizó nuevamente, pero sustituyendo por nitrato de amonio, hidróxido de sodio, cloruro de sodio y finalmente, sulfato de bario. En la segunda parte del experimento se colocó 5 mL en un tubo de ensayo grande al que luego se le agregó poco a poco sal hasta obtener una disolución saturada, se procedió a calentar la disolución hasta ebullición y se agregó NaCl nuevamente. Por ultimo se dejó enfriar la mezcla. Se repitió el proceso, pero sustituyendo NaCl por KNO3. Para la tercera parte del experimento, se agregaron 3 gotas de aceite a 5 mL de agua en un tubo de ensayo, se agitó y se observaron los resultados. Seguidamente se le agregó detergente en polvo para observar que sucedía. Este procedimiento se repitió, pero esta vez con achiote. Para la última parte del experimento, se colocó 3 gramos de Adicional al experimento hubo una demostración en la cual se agrego cloroformo, agua y éter en un tubo de ensayo, luego se le agregó yodo para observar su disolución y de igual manera se le agregó colorante alimentario. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
RESULTADOS Y DISCUSIÓN (70%):
Al colocar las 10 gotas de etanol en los 3 mL de agua se observó que se disolvió totalmente en ella esto debido a que sus fuerzas intermoleculares son similares a las del agua, el agua como bien es sabido es el disolvente polar por excelencia. El agua es un compuesto polar puesto que tiene dos electrones libres unidos al oxigeno su átomo central. El etanol posee un momento dipolar de 1.69 porque posee un grupo hidroxilo en su molécula, lo que permite que sus hidrógenos puedan interactuar con los hidrógenos del H2O (1) Al agregar la glicerina en al agua primeramente se observó una pequeña acumulación en el fondo del tubo de ensayo por lo que se agregó un poco mas de agua a la mezcla, esto nos indica que le es un poco más difícil disolverse en agua, aunque finalmente se disolvió con un poco mas del disolvente. Esto sucede a que su molécula cuenta con una parte formada por H2C y HC (lípidos) los cuales están unidas a grupo OH- los que explican su solubilidad en agua. La glicerina logra hacer puentes de hidrogeno con el agua a pesar de tener 3 carbonos en su molécula (2) En la repetición del proceso con la gasolina se observó que la mezcla se dividía en dos capas, el agua en la parte inferior debido a su densidad. Esto sucede porque la gasolina es un compuesto no polar, por lo tanto, sus fuerzas de interacción son de dispersión de London. Lo que demuestra el principio de que diferentes “niveles” de fuerzas intermoleculares no se disuelven. Esto mismo sucedió con el canfín (queroseno) y el aceite. Al realizar el mismo procedimiento, pero con la gasolina como disolvente se observó la solubilidad de las mismas sustancias. En el caso del etanol, este también se disolvió en la gasolina, esto sucede debido a que el etanol cuenta con una parte de su molécula formada por un grupo metilo (CH3) Y uno Metileno (CH2) los cual poseen fuerzas de dispersión ya que son no polares y son los responsables de permitir la disolución en gasolina (3), y por otra parte posee un grupo hidroxilo (OH-) el cual permite la disolución en agua. Algo similar sucede con la acetona ya que posee dos grupos metilo (CH3) en su molécula los cuales permiten la solubilidad en gasolina porque son moléculas no polares que logran interacción con las moléculas de gasolina debido a sus fuerzas de dispersión. En el caso del aceite, este logra disolverse en gasolina porque solo posee fuerzas de dispersión en su molécula, la cual es una cadena muy grande de grupos metileno con algunos cuantos grupos diferentes más (dependiente del aceite) con algunos enlaces monoinsaturados y un grupo funcional (2) La glicerina, por el contrario, posee 3 grupos de CH2 sin embargo además posee 3 grupo hidroxilos en su molécula lo que genera que las fuerzas polares sean mayores que las de dispersión presentes en los grupos no polares. Esto explica porque la glicerina no es soluble en gasolina, pero sí en agua ya que logra hacer puentes de hidrogeno con ella. El canfín o queroseno proviene del petróleo al igual que la gasolina, es un compuesto molecular no polar por lo que sus fuerzas de dispersión logran interactuar con las fuerzas de dispersión de la gasolina. Lo que produce su solubilidad. Esto demuestra el principio de igual disuelve igual.
En la segunda parte del proceso se verificaron los cambios en la temperatura de ciertas disoluciones y su solubilidad. Primeramente, al colocar cloruro de potasio en 3mL de agua se observa que se disuelve esto debido a que es un compuesto iónico y le permite disolverse en agua mediante fuerzas de ion- Dipolo (3), esto mismo sucede al disolver nitrato de amonio, hidróxido de sodio y cloruro de sodio. Además, se sintió un cambio de temperatura dependiendo de la disolución. Esto debido a la entalpia entre cada soluto y solvente. El calor de la disolución o entalpia de la disolución es el calor que se genera o se absorbe cuando una cantidad determinada de soluto se diluye en determinada cantidad de solvente (4) Este cambio en la temperatura sucede porque un soluto, en este caso una sal, al disolverse en agua, un disolvente polar, se disocian sus iones, primeramente, sus iones se separan y son rodeados por las moléculas de agua, estas moléculas que los rodean logran mantener separados los iones (4), esta energía consumida o expulsada es la que provoca el cambio térmico. El Cloruro de Potasio, Cloruro de Sodio y el Nitrato de Amonio son sustancias que al disolverse son disoluciones endotérmicas, lo que significa que absolver calor de los alrededores para beneficiar la disolución. En el caso del hidróxido de sodio al disolverse en agua genera un proceso exotérmico, al liberar energía el tubo de ensayo se calienta. En este proceso es importante resaltar que el sulfato de Bario no es soluble en agua debido a que el sulfato junto con el bario nunca es soluble. Esto debido a que la solvatación de sus iones no compensa la energía necesaria para separar los iones del cristal. El sulfato de bario es un compuesto muy estable ya que su energía de red es alta lo que explica que se necesite mucha energía para separar sus iones. (4)
B) Variación de la solubilidad con la temperatura Cuando se agregó cerca de 2 gamos de sal de mesa (NaCl) en agua hasta saturar la disolución, luego se procedió a calentarla. El calor es un factor importante en las disoluciones porque cambia el equilibrio por el movimiento de energías cinética a través de las partículas lo que amplía el espacio intermolecular lo que permitirá que más soluto se disuelva en el disolvente (3) lo que permitió que una vez caliente la disolución la sal se disolviera por completo. Al dejar enfriar la mezcla se volvió a formar una disolución saturada. Esto mismo sucedió con el nitrato de potasio. C) Efecto de un detergente Al inicio cuando se agrega aceite en al tubo de ensayo esta mezcla se divide en dos capas, ya que es aceite es insoluble en agua como se analizó anteriormente en el experimento. Una vez que se agrega un poco de detergente este genera espuma después de agitar y se observa que la división entre la caspa de agua y aceite ya no está. Esto sucede porque la molécula del detergente y el jabón posee una parte polar, lo que lo hace soluble en agua y una parte no polar lo que lo hace soluble en sustancias no polares como el aceite. Estas moléculas interactúan con las grasas provocando una emulsión de ellas mediante una simple hidrólisis (2) las grasas se descomponen en pequeñas partículas por la acción detergente, algo similar sucede en el estómago. En este proceso la superficie hidrofóbica está en contacto con el lípido y la superficie hidrofílica entra en contacto con el medio acuoso. Al repetir el proceso, esta vez con achiote en agua tibia también se logran aprecian dos fases en la mezcla y de igual manera a la prueba anterior, al agregar detergente esta se homogeniza. D) Sobresaturación: En esta fase del experimento se agregó 5 gotas de agua a 3 gramos de acetato de sodio trihidratado (CH3CO2Na•3H2O) el cual es soluble en agua debido a su capacidad de formar puentes de hidrogeno, esta disolución sobre saturada se calentó. La temperatura provocó que la sal se disolviera por completo en el agua. Una vez que se disolvió se procedió a dejarla enfriar, se hizo énfasis en no perturbar la disolución porque se deseaba lograr una disolución sobre saturada. Al enfriarse lentamente la disolución esta conservó la sal completamente disuelta lo que significa que es una disolución sobre saturada. Seguidamente se procedió a agregarle un cristalito de acetato de sodio. Esto provocó que la disolución se cristalizara, este cristal agregado provocó que el débil equilibrio del sistema fallara y que las moléculas se volvieran a unir según su red cristalina, lo que provoca que la cristalización se expanda a través de toda la disolución formando redes tridimensionales (5) La temperatura de la mezcla cristalizada es bastante alta, debido a que se liberó mucha energía al volverse a ordenar las moléculas y formar enlaces. (4) Demostración en el laboratorio En un tubo de ensayo se agregó cloroformo, seguidamente se agrego agua y luego éter, en orden de densidad, estos tres compuestos se mantienen separados debido a que el cloroformo es un compuesto no polar y el agua es polar, esto evita que se disuelva. Además, el éter es también es no polar y es menos denso que el agua lo que hace que esta capa se quede en la superficie. Al colocar yodo en el tubo de ensayo se disuelve en la capa inferior, que es el cloroformo y la capa superior que es el éter. La capa del medio, el agua queda, queda sin residuos de yodo. Esto sucede porque la molécula natural del yodo es I2 la cual es una molécula no polar (4) esto significa que solo se disolvió en cloroformo y éter porque son líquidos no polares.
Por ultimo se agrego colorante alimenticio al tubo de ensayo, este ultimo quedo contenido solamente en la fase del agua, lo que nos indica que es un compuesto polar. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
BIBLIOGRAFÍA (10 %):
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