PREPARACIÓN, CONCENTRACIÓN Y TITULACIÓN DE SOLUCIONES

PREPARACIÓN, CONCENTRACIÓN Y TITULACIÓN DE SOLUCIONES

Blanca Jiménez, Diana Ulloa, Mauren Barraza y Yanina Lara

Programa de Licenciatura en Biología y Química

Facultad de Educación

2013 - 1

OBJETIVOS

Preparación de soluciones diluidas a partir de soluciones concentradas.

Expresiones de la concentración de la solución final en unidades químicas y físicas.

Determinación de la concentración de una solución desconocida por titulación.

MARCO TEÓRICO

Las soluciones se definen como mezclas homogéneas de dos o más especies moleculares o iónicas. Las soluciones gaseosas son por lo general mezclas moleculares. Sin embargo las soluciones en la fase liquida son indistintamente mezclas moleculares o iónicas.

Cuando una especie molecular o iónica se dispersa hasta el grado de que, a una temperatura dada, no se disuelva más, se dice que la solución está saturada. Los componentes de una solución son las sustancias puras que se han unido para obtenerla y convencionalmente reciben los nombres de soluto y solvente. Este último es el componente que se halla presente en mayor cantidad.

Para expresar la concentración de las soluciones se utilizan los términos de diluida y concentrada. Pero estos términos son imprecisos, ya que no indican la cantidad de soluto disuelto en una cantidad dada de solución o de disolvente, es decir, la concentración exacta.

Las unidades físicas de concentración vienen dadas en masa o en volumen. La primera es la comúnmente usada. Por ejemplo, una solución al 10% m/m contiene 10 gramos de soluto en 90 gramos de disolvente. Se utilizan soluciones % m/m; % v/v, % m/v.

Las unidades químicas en la que se expresan las concentraciones son los moles y los equivalentes gramos. Se utilizan soluciones molares, normales y molales.

PROCEDIMIENTO

Flujograma # 1

Flujograma # 2

DATOS

Se observó en el beaker que, los 25 ml de agua no admitía más NaCl, por lo cual decimos que se saturó.

Solución NaCl saturada

W1: peso de la cápsula + vidrio reloj: 68 gr

W2: peso de la cápsula + vidrio reloj + 5 ml de solución: 73.9 gr

W3: peso de los 5 ml de solución: 5.9 gr

W4: residuo + cápsula + vidrio reloj: 69.7 gr

W5: peso de la sal seca: 1.7 gr

W6: peso del agua evaporada: 68 gr

V solución: 5ml

Preparación HCl

En la preparación del HCl 0.1N, se toman 0.81 ml de HCl y se disuelve, en 100ml de agua, es aceitoso. Y se transfieren 15ml de ésa disolución a un matraz.

Preparación de NaOH

Luego se toman 0.4 gr de NaOH y se disuelven en 100 ml de agua, para una concentración 0.1N. Y se reservan para el procedimiento de la titulación.

Finalmente, con la solución básica anteriormente preparada, se dispone a llenar una bureta para titular el ácido clorhídrico 0.1N. Previamente indicado con 3 gotas de fenolftaleína.

Titulación:

Va= 15.0 ml

Vb1= 39.5 ml

Na= 0.1 Vb2= 19.1 ml

RESULTADOS

Procedimiento de la solución de NaCl saturada

UNIDADES FISICAS

W sto= W3 – W1

W sto= 69.7gr – 68gr

W sto= 1.7 gr

W sln: W2 – W1

W sln= 73.9gr – 68gr

W sln= 5.9 gr

W ste= W sln – W sto

W ste: (W2-W1) - (W3-W1)

W ste: W2 - W1 - W3 + W1

W ste: W2 - W3

W ste: 68 gr

%p/p=Wsto/Wsln*100= (1.7 gr)/(5.9 gr)*100=29 %

%p/v=Wsto/Vsln*100= (1.7 gr)/(5ml )*100=34 gr/ml

P.P.M= Wsto/Vsln= (1700 mg)/(5*〖10〗^(-3) lt)=340000 p.p.m

ρ= Wsto/Vsln= (1.7 gr)/( 5 ml)=0.34 gr/ml

QUIMICAS

nSto= Wsto/μsto= (1.7 gr)/(58.4 gr/mol)= 0.029 moles de NaCl

F=nSto/Vsln= (0.029 mol)/(5*〖10〗^(-3) lt)=5.8 mol/lt=5.8F

m= nSto/(Kg Ste)= (0.029 moles)/0.068kg= 0.43 m

n_solvente = W_ste/(p.mol solvente)= (68 gr)/(18 gr/mol)= 3.77 moles de H_2 O

N=(eq,gr.soluto )/Vsol= ((58.4 gr)/(1 eq-gr))/(0.005 l) ≡M= (0.029 mol )/(0.005 litros)=5.8 M

〖p-eq〗_(ácido ó base) = (peso fórmula en gramos)/(# de iones OH^(- ) 〖ó H〗^(+ ) transferidos)

p.eq=(peso formula gramos )/(carga (+)(-)de la sal)

X_sto= n_sto/(n_(sto+ ) n_ste )= (0.029moles de NaCl)/(0.029 mol+ 3.77 mol)= (0.029 moles)/(3.799 moles)=7.63*〖10〗^(-3) mol

X_ste=n_ste/(n_(sto+ ) n_ste )= (3.77 mol)/(0.029 moles+3.77 mol )= 0.99 mol

Preparación de HCl

V* N = # Eq - gr

0.100 lt* (0.1eq-gr)/lt=0.01 Eq-gr

0.01 eq-gr* (36.5 gr)/(1 eq-gr)=0.365gr] 100%

ρ=ω/V ,despéjando volumen se tiene que V=ω/ρ= (0.365 gr)/(1.19 g/ml)=0.30 ml ] 100%

P= V_puro/V_impuro *100,despejando V_(imp )=V_puro/P*100= (0.30 ml)/(37%)*100=0.81 ml de HCl

Preparación del NaOH 0.1 N para titulación

0.1*0.1 N

0.01 Eq - gr

0.01 eq-gr* (40 gr)/(1 eq-gr)=0.4 gr de NaOH

Titulación

V base N base = V ácido N ácido

Nb= (VaNa )/(Vb_2 )=((15 ml)(0.2 N))/((39.5 ml))= 0.0759 N

N_(a (HCl))= (Vb_1 Nb)/Va= (19.1 ml)(0.0759N)/((15 ml) )=0.0966 N

ANÁLISIS DE RESULTADOS

Los datos obtenidos en la preparación de la solución saturada, fueron los esperados , ya que logramos saturar dicha solución para poder realizar el procedimiento; a medida que agitábamos, la temperatura aumentaba, contribuyendo así a la solubilidad de las moléculas de NaCl, que se calentaban hasta el punto de superar su capacidad de disolución; por el método de evaporación se logró evaporar todo el solvente, y nos quedó la sal necesaria para calcular las unidades físicas y químicas anteriormente descritas.

Se logró preparar las dos soluciones para el procedimiento de Titulación, que expresa lo siguiente: es un proceso de adición de volúmenes medidos de una solución valorada, a otra no valorada. El propósito es determinar la concentración de la solución no valorada.

Los resultados obtenidos coincidieron con el concepto de titulación, pues se halló la normalidad del ácido y de la base, a partir de los datos obtenidos anteriormente, razón por la cual encontramos la concentración de dicha solución. Aunque logramos neutralizar el ácido con la base, excedimos la cantidad de NaOH que se requiere para la coloración rosada ligera, en el experimento cambió a un rosa intenso.

CONCLUSIONES

Después de haber realizado nuestra experiencia en el laboratorio podríamos inferir que Si la evaporación ocurre en un recipiente cerrado, las moléculas que escapan del líquido se acumulan en forma de vapor arriba del líquido. Muchas de esas moléculas regresan al estado líquido. Cuando el proceso de escape y regreso alcanza un equilibrio, el vapor es llamado saturado y no ocurren cambios adicionales en la presión de vapor o en la temperatura del líquido.

Por otro lado podríamos plantear que la titulación como bien ya sabemos, se utiliza para hallar la concentración de una solución no valorada, esta también se podría decir se utiliza entre otros casos para conseguir la cantidad exacta de un reactivo en el frasco de la titulación.

CUESTIONARIO

¿Qué es un indicador?

Un indicador químico es un ácido o base débil cuya forma disociada tiene diferente color que la forma sin disociar, ello es debido a que están formados por sistemas resonantes aromáticos, que pueden modificar la distribución de carga según la forma que adopten. Esta alteración por el desplazamiento hacia una forma más o menos disociada, hace que la absorción energética del sistema se modifique y con ello el color.

El indicador es un medidor del pH en las bases o ácidos, resulta que este indicador puede ser un papel llamado indicador universal o unos líquidos colorantes en los que se encuentra el naranja de metilo. Las bases y los ácidos tienen un índice de medición que va del 0 al 14 de acuerdo a su nivel de pH y el 7 es neutro. Debajo de 7, son ácidos, por lo que mientras menos nivel de pH tenga más ácido va a ser, y las bases van del 7 hacia arriba. Actualmente existen unos medidores más potentes y eléctricos que te dan con precisión el nivel de pH, estos se llaman pH-metros o Peachímetros.

Dar una lista de 5 indicadores ácido - base indicando su rango de viraje y sus colores característicos.

Indicador Rango de viraje Color característico

Amarillo de metilo 2.9 - 4 rojo/amarillo

Fenolftaleína 8 - 10 incoloro/violeta

Rojo de metilo 4.2 - 6.2 rojo/amarillo

Timolftaleína 8.6 - 10 incoloro/azul

Tornasol 4.5 - 8 rojo/azul

De la etiqueta de un frasco de H2SO4 concentrado tomar los datos necesarios para calcular su molaridad.

Cuándo se observa la botella de H2SO4, los datos que nos muestra la etiqueta son %m/m, densidad, el peso molecular del compuesto, en este caso, el H2SO4 y el nombre del compuesto. Estos son los datos que necesitamos para calcular concentración molar de la siguiente manera:

Suponemos que tenemos 1 L = 1000 ml

Usaré los siguientes subíndices:

d: disolvente (agua)

s: soluto (ácido sulfúrico)

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