Preparación de disoluciones y uso de la estequiometría de una reacción química

PREPARACIÓN DE DISOLUCIONES Y USO DE LA ESTEQUIOMETRÍA DE UNA REACCIÓN QUÍMICA

Nota previa de seguridad

Se recuerda a los alumnos que:

- deben acudir al laboratorio provistos de bata, gafas de seguridad y guantes

- deben llevar el pelo recogido

- no se puede comer (ni masticar chicle), beber ni fumar en el laboratorio

- no se debe tirar ningún producto químico por la pila ni a la basura. Al final del guión aparecen las normas para la eliminación de los residuos producidos en el laboratorio. En caso de duda, consultar con el profesor de prácticas.

OBJETIVOS

- Aprender a preparar disoluciones de una determinada concentración a partir de una sustancia sólida o por dilución de una disolución más concentrada (parte A).

- Utilizar la estequiometria de una reacción para determinar la concentración de una disolución a partir de otra de concentración conocida (valoración, parte B).

A. PREPARACIÓN DE DISOLUCIONES

FUNDAMENTO TEÓRICO

Una disolución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias donde el componente que se encuentra en mayor proporción, general¬mente líquido, se llama disolvente y a los demás componentes (uno o varios) se les denomina solutos.

La composición de una disolución se puede expresar de diferentes formas :

- Tanto por ciento en peso (% en peso): gramos de soluto en 100 g de disolución.

- Gramos por litro (g/L): gramos de soluto en 1 litro de disolución.

- Molaridad (M): moles de soluto en 1 litro de disolución.

- Molalidad (m): moles de soluto en 1 kg de disolvente.

En el laboratorio hay que preparar disoluciones de una determi¬na¬da concentración. Para ello hay que pesar una cantidad determinada de sustancia sólida o medir un determinado volumen de disolución concentrada y posteriormente diluir (agregar disolvente) hasta un volumen determinado.

Para la medida de masas se utiliza la balanza y para la medida de volúmenes de líquidos pipetas, buretas, probetas y matraces aforados.

El alumno debe preparar las disoluciones que se indican a continuación, para lo que previamente debe realizar los cálculos pertinentes, tomando los datos de los frascos o botes de reactivos a utilizar. Todo el material a utilizar debe estar perfec¬tamente limpio.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Material Reactivos

1 Vaso de precipitados de 100 mL 1 Pesasustancias - NaOH (s)

1 Matraz aforado de 50 mL 1 Embudo - H2SO4(ac) 1 M

1 Matraz aforado de 100 mL 1 Varilla de vidrio

1 Bureta Frasco lavador con agua destilada

En esta primera parte de la práctica, prepararemos las disoluciones de los reactivos que utilizaremos posteriormente para determinar la concentración de una disolución.

A.1. Preparación de 100 mL de disolución de NaOH 0,200 M

Se calcula la cantidad de sólido necesario, en gramos (Nota de seguridad: irritante. Irrita los ojos y la piel. No ingerir. Usar guantes). Indica en el recuadro de abajo, los cálculos efectuados para la preparación de la disolución de NaOH 0,200 M:

Los gramos necesarios de hidróxido de sodio se pesan en la balanza utilizando un pesasustancias. Se trasvasa a un vaso de precipitados, enjuagando el pesasustancias con agua destilada sobre el vaso para recoger el sólido que pudiera haber quedado adherido a él. Se añade agua destilada hasta un volumen aproximada¬mente la mitad del volumen final. Se agita con una varilla de vidrio hasta que el sólido esté disuelto y la disolución obtenida se vierte, mediante un embudo, en el matraz aforado de 100 mL. Se enjuaga el vaso con pequeñas porciones de agua destilada, que se van añadiendo al matraz aforado. Finalmente se completa con agua destilada hasta el volumen deseado (enrase del matraz). Se pone el tapón y se agita, volteándolo varias veces, para conseguir homoge¬neizar la disolución.

A.2. Preparación de 50 mL de disolución de H2SO4 0,100 M

En este caso vamos a preparar esta disolución a partir de otra más concentrada (disponemos de H2SO4 1,00 M) (Nota de seguridad: el ácido sulfúrico es corrosivo. Usar guantes y gafas). Hemos de calcular el volumen de disolución concentrada que contiene la cantidad de H2SO4 puro que necesitamos. Indica en el recuadro de abajo, los cálculos efectuados para la preparación de la disolución de ácido sulfúrico 0,100 M:

Para preparar la disolución diluida de ácido sulfúrico, se toma un matraz aforado de 50 mL perfectamente limpio, se le añade agua destilada hasta aproximadamente la mitad del volumen y después en una vitrina o campana extractora de gases, añadimos el volumen calculado de H2SO4 concentra¬do, midiéndolo con una bureta. Se añade más agua destilada y al final se completa gota a gota con agua destilada hasta la línea de enrase del matraz aforado con la ayuda de un cuentagotas o una pipeta Pasteur, se pone el tapón y se agita volteán¬dolo varias veces para conseguir una disolución homogénea.

Completar las cuestiones 1 y 2.

B. VALORACIÓN DE UNA DISOLUCIÓN DE ÁCIDO SULFÚRICO

FUNDAMENTO TEÓRICO

En una valoración, una disolución de concentración exactamente conocida, se agrega de forma gradual a otra disolución de concentración desconocida hasta

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