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

Universidad de Puerto Rico

Recinto de Río Piedras

Facultad de Ciencias Naturales

Departamento de Química

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

José E. Torres Grajales

801-14-8080

Quim-3001-115

Instructor: Josué Benjamín

Procedimiento Experimental

Antes de empezar el experimento, se llenó un vaso de cristal con aproximadamente 600mL de agua destilada y se dejó reposar unos minutos en lo que el agua alcanzaba la tempertura de salón. Ésta fue el agua que fue utilizada durante todo el experimento.

La primera parte de este experimento consitió en hacer una calibración de cuatro instrumentos volumétricos: la pipeta, la bureta, la probeta y el vaso, para poder determinar cual de ellos era el más exacto y más preciso. Antes de comenzar la calibración, cada instrumento volumétrico fue limpiado con agua y jabón y luego fueron enjuagados hasta que no tuvieran jabón. Luego de el enjuague con agua, se enjuagaron tres veces con agua destilada. Después que los instrumentos volumétricos estaban limpios, se descargó, con cada uno de los instrumentos, 10mL de agua en un vaso que fue pesado previamente, se anotó la temperatura y se repitió el mismo paso tres veces para cada instrumento. Se llegó a la conclusión que la pipeta fue el instrumento más preciso pero la bureta fue el instrumento más exacto. Se decidió usar la pipeta (más información en los resultados). Luego se pesó cada vaso con los 10mL de agua para determinar, por diferencia, la masa de los 10mL de agua. Luego de obtener la masa de los 10mL de agua, se usó la Tabla 1, la cual informa la densidad del agua a diferentes temperaturas a 1 atmósfera, para determinar el volumen del agua descargada en cada intento. Se repitió este paso tres veces para cada instrumento volumétrico. Luego de obtener el volumen descargado por cada istrumento, se calculó el promedio y la desviación estándar de cada uno de las volúmenes descargados por cada instrumento. Los datos de esta parte se encuentran desde la Tabla 1 hasta la Tabla 5.

En la segunda parte del experimento, se preparó cinco soluciones de NaCl de concentraciones diferentes: 1.0, 5.0, 10.0, 15.0, 20.0% p/p (gramos de NaCl sobre los gramos de la solución). El instructor asignó una concentración diferente a cada grupo (En nuestro caso 3.0% p/p) y con la concentración asignada, se preparó aproximadamente 50.0g de la solucion acuosa de NaCl. Mientras se le añadía agua a la solución, ésta se iba agitando suavemente para que la sal pudiera se disoviera completamente. Finalmente, se pesó la solución en gramos y se calculó el %p/p de la solución preparada. Los datos de esta parte se encuentran en la Tabla 6.

En la tercera parte del experimento, cada grupo determinó la densidad de la solución que preparó usando la pipeta, el instrumento volumétrico más exacto y más preciso. Se pesó el vaso antes y después de descargar los 10mL de agua y así se encontró la masa y el volumen de volumen de la solución de NaCl. Consecuentemente, se determinó la densidad de la solución. Se reportaron los resultados como valor promedio y desviación estándar de las medidas.

En la cuarta parte del experimento, se determinó la densidad de una solución de NaCl de concentración desconocida que fue asignado por el instructor. Usando la pipeta, se determinó la densidad de la solución de NaCl asignada un total de tres veces.

Datos Tabulados y Gráfica

La temperatura del área experimental era de 25°C

Tabla 1. Medidas de masa y volumen de agua con bureta

Intento#

1

2

3

Vaso vacío

67.4g

67.4g

67.5g

Vaso con agua

77.2g

77.2g

77.4g

Masa del agua

9.80g

9.80g

9.90g

Volumen del agua

9.83mL

9.92mL

9.97mL

Tabla 2. Medidas de masa y volumen de agua con probeta

Intento#

1

2

3

Vaso vacío

67.5g

67.4g

67.4g

Vaso con agua

77.2g

77.1g

77.1g

Masa del agua

9.67g

9.74g

9.68g

Volumen del agua

9.70mL

9.79mL

9.71mL

Tabla 3. Medidas de masa y volumen de agua con vaso

Intento#

1

2

3

Vaso vacío

67.4g

67.3g

67.4g

Vaso con agua

7.42g

74.4g

74.5g

Masa del agua

6.77g

6.99g

7.18g

Volumen del agua

6.79mL

7.01mL

7.20mL

Tabla 4. Medidas de masa y volumen de agua con pipeta

Intento#

1

2

3

Vaso vacío

67.3g

67.3g

67.4g

Vaso con agua

77.3g

77.23g

77.28g

Masa del agua

9.90g

9.90g

9.85g

Volumen del agua

9.93mL

9.92mL

9.88mL

Tabla 5. Exactitud y precisión de los instrumentos volumétricos:

Instrumento

Exactitud(Promedio)

Precisión

Bureta

9.93mL

.032mL

Pipeta

9.73mL

.0300mL

Vaso

7.00mL

.168mL

Pipeta

9.91mL

.022mL

Orden de precisión (δ) de los equipos volumétricos:

Pipeta>Probeta>Bureta>Vaso

Orden de exactitud (x̄) de los equipos volumétricos:

Bureta>Pipeta>Probeta>Vaso

Tabla 6. Preparación de la solución de NaCl

Medidas Teóricas

Valor numérico

Solución de NaCl asignada

3%

Masa de la solución asignada

50.0g

Masa de NaCl calculada

1.5g

Medidas Experimentales

Valor numérico

Masa del vaso vacío

67.65g

Masa del vaso con NaCl

69.19g

Masa de NaCl

1.54g

Masa de vaso con Solución de NaCl

117.16g

Masa solución de NaCl

50.01g

Concentracion de la solución de NaCl preparada

3.08g

Tabla 7. Densidad de solución de NaCl asignada

Medida#

1

2

3

Masa de vaso vacío

30.59g

30.69g

30.75g

Masa de vaso con solución

40.71g

40.83g

40.86g

Masa de solución

10.12g

10.14g

10.11g

Densidad(g/mL)

1.02

1.02

1.02

Tabla 8. Promedio y desviación estándar de la densidad de la solución asignada

Promedio

1.02

Desviación Estándar

0

Tabla 9. Densidad de solución de NaCl con concentración desconocida

Medida#

1

2

3

Masa de vaso vacío

30.71g

30.78g

30.86g

Masa de vaso con solución

40.85g

40.86g

40.98g

Masa de solución

10.14g

10..08g

10.12g

Densidad(g/mL)

1.02

1.02

1.02

Tabla 10. Promedio y desviación estándar de la densidad de la solución con concentración desconocida

Promedio

1.02 g/mL

Desviación estándar

0

Tabla 11. La densidad de la solución de NaCl dado su concentración*********

Grupo

Concentración (%m/m)

Densidad promedio (g/mL)

1

10.1

1.07

2

1.0

1.01

3

5.0

1.03

4

3.1

1.02

5

4.5

1.03

6

7.0

1.05

Gráfica de interpolación de las soluciones de NaCl

Cálculos:

Ejemplo de volumen: .9970480g/mL=9.86g/XmL , XmL=9.86g/.9970480g/mL=9.89mL

Ejemplo de masa del agua: masa del vaso vacío= 67.4g, masa del vaso con agua=77.2g; Masa del vaso con agua - masa del agua vacío= masa de masa del agua 77.2g-67.4g=9.80g

Ejemplo de volumen promedio

Ejemplo de desviación estándar

Ejemplo de densidad

Ejemplo de densidad promedio

Ejemplo de cómo se preparó la solución de %p/p

Discusión de reultados

Después de terminar el experimento y todos sus cálculos y datos, se puede llegar a muchos resultados. Cuando se calibraron los instrumentos volumétricos para determinar cual era el más exacto y preciso y poder proceder con el experimento, se notó que el vaso es claramente bien poco preciso y poco exacto ya que su promedio, en comparación con los demás instrumentos,está demasiado de lejos del valor real y su desviación estándar esta igualmente lejos de cero en comparación con los demás instrumentos. Los demás instrumentos eran bien precisos y bien exactos pero el más preciso fue la pipeta y el más exacto fue la bureta. El instructor nos indicó que se supone que el instrumento que fuera más preciso y el más exacto era la pipeta. La causa de que la bureta salió más precisa que la pipeta probablemente fue por un error aleatorio o un error humano. Si fue un error

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