Preparación y valoración de soluciones molares

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CHIHUAHUA[pic 1][pic 2]

FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS

Preparación  y valoración de soluciones molares

Practica No.6

Karla Denisse Esparza Rivas (289935)

Leilani Yazmín Bermúdez Osorio (298085)

Karla Guadalupe Acosta Peralta (287225)

Sonia Elizabeth Filidor Solano (290120)

Introducción

Una solución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias. La sustancia disuelta se denomina soluto y está presente generalmente en pequeña cantidad en comparación con la sustancia donde se disuelve denominada solvente. En cualquier discusión de soluciones, el primer requisito consiste en poder especificar sus composiciones, esto es, las cantidades relativas de los diversos componentes.

La concentración de una solución expresa la relación de la cantidad de soluto a la cantidad de solvente.

Las soluciones poseen una serie de propiedades que las caracterizan:

• PRINCIPALES CLASES DE SOLUCIONES

SOLUBILIDAD La solubilidad es la cantidad máxima de un soluto que puede disolverse en una cantidad dada de solvente a una determinada temperatura (g de soluto/100 g solvente).

Factores que afectan la solubilidad: Los factores que afectan la solubilidad son: a) Temperatura: Al aumentar la temperatura se favorece el movimiento de las moléculas y hace que la energía de las partículas del sólido sea alta y puedan abandonar su superficie disolviéndose.

b) Superficie de contacto: La interacción soluto-solvente aumenta cuando hay mayor superficie de contacto y el soluto se disuelve con más rapidez (trituración del soluto).

c) Agitación: Al agitar la solución se van separando las capas de disolución que se forman del soluto y nuevas moléculas del solvente continúan la disolución.

Solución saturada, sobresaturada y no saturada

 Solución saturada. Es aquella  que tiene un equilibrio entre el solvente y el soluto a una temperatura dada. Cuando una solución está saturada, ya no es posible de disolver más soluto

Solución sobresaturada. Cuando una solución contiene "disuelto" más soluto del que puede disolver se dice que esta solución es una solución sobresaturada , es un estado inestable. Con el tiempo una parte del soluto se separa de la solución sobresaturada en forma de cristales. Proceso denominado cristalización en el cual un soluto disuelto se separa de la solución  y forma cristales.

Solución no saturada. Cuando una solución contiene disuelto menos soluto del que puede disolver el solvente, se dice que esta solución es no saturada.

Modo de expresar las concentraciones

 La concentración de las soluciones es la cantidad de soluto contenido en una cantidad determinada de solvente o solución. Los términos diluidos o concentrados expresan concentraciones relativas. Para expresar en forma cuantitativa la concentración de las soluciones se usan sistemas como los siguientes:

1. Unidades Físicas: Ej. Soluciones a porcentaje, g/L , mg/L, μg/L Unidades Químicas: Molar, Normal, Normal, Fracción mola r

1. Porcentaje peso - peso (% P/P): indica el peso de soluto por cada 100 g de solución.
2. Porcentaje volumen - volumen (% V/V): se refiere al volumen de soluto por cada 100 unidades de volumen de la solución.
3. Porcentaje peso - volumen (% P/V): indica el número de gramos de soluto que hay en cada 100 mL de solución.
4. Soluciones g/L, mg/L (ppm), μg/mL (ppm), μg/L (ppb)

1. Unidades Físicas: Ej. Soluciones a porcentaje, g/L , mg/L, μg/L

1. Molaridad (M): Es el número de moles de soluto contenido en un litro de solución. Una solución 3 molar (3 M ) es aquella que contiene  tres moles de soluto por litro de solución.
2. Normalidad (N): N = número de equivalentes de soluto / litro de disolución.  
3. Molalidad (m): M = número de moles de soluto / kilogramo de solvente.
4. Formalidad (F): F = número de peso-fórmula-gramo / litro de solución.
5. Fracción molar (Xi): se define como la relación entre moles de un componente y los moles totales presentes en la solución (soluto y solvente).

Resumen

El fin de esta práctica fue determinar el volumen para preparar una solución de HCl (ácido clorhídrico) y determinar a molaridad de dicha solución a partir de la neutralización de ésta con Na2CO3 (carbonato de sodio). Se realizaron los cálculos correspondientes y se repitió el proceso 3 veces para obtener mejores y más exactos resultados. El resultado final de la práctica fue de agregar 0,6588ml de HCl para preparar la solución y 0,03665M promedio del HCl.

Metodología de la investigación

Se realizaron los cálculos correspondientes para preparar una solución de 100 ml de HCl al 0,08M.

En un matraz aforado de 100 ml se colocó una base de agua destilada y se agregaron 0,6588 ml de HCl al 12,142M y se aforó.

Se etiquetaron 3 matraces Erlenmeyer, donde posteriormente se agregó 0,01g de Na2CO3,  y se mantuvieron tapados para que no se expusiera al medio ambiente, evitando así modificaciones en los resultados. Se agregaron 30ml de agua destilada y se agito hasta disolver el Na2CO3, seguido de agregar 2 gotas de indicador anaranjado de metilo a cada matraz.

Se colocó una bureta en un soporte universal sostenida con unas pinzas para bureta y con ayuda de un embudo se llenó la bureta con la solución de HCl 0,08M, verificando que ésta no tuviese burbujas. Se colocó el matraz 1 debajo de la bureta y se tituló la solución, al final de la titulación la solución neutralizada cambió de un color amarillo a uno rosa.

Se registraron los datos en la tabla 1 y se realizó el mismo procedimiento para los matraces 2 y 3.

Se realizaron los cálculos correspondientes con ayuda de los datos de la tabla 1 para determinar la molaridad del ácido clorhídrico HCl.

Resultados

El volumen de HCl necesario para una solución de 100 ml 0,08M a partir de una botella de HCl concentrado cuya pureza fue de 37,2% y una densidad de 1,42g/ml, se determinó de la siguiente manera.

masa= ζv = (1,42g/ml) (100ml) = 119gr

100%               119gr       [pic 3]

37,2%                x                  [pic 4]

 x=44,268gr

• conversión de gramos a moles

n=  44,26 gr/mol-1    =    1,2142 moles           M= n =  1,2142 moles  =12,142M

        36,458 gr                                                        v           0,1 L

• volumen de HCl

V2= C1V1   =   (0,08M) (100ml)    = 0,6588ml

         C2                    12,142M

Con este volumen se preparó la solución 0,08 molar en el matraz aforado, al continuar con la práctica se obtuvieron diferentes resultados que se registraron en la tabla 1.

Dada la reacción de neutralización del ácido clorhídrico y el carbonato de sodio se determinaron el número de moles y molaridad de cada matraz, para obtener una molaridad promedio.

2HCl(ac) + Na2CO3(s)                   H2CO3(ac) + 2NaCl(ac)[pic 5]

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