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Universidad Nacional Mayor de San Marcos
(Universidad del Perú, Decana de América)
Facultad de Química e Ing. Química E.A.P. Química Laboratorio de Química Integrada
PRÁCTICA N° 10: PREPARACIÓN Y ESTANDARIZACIÓN DE
SOLUCIONES
Horario: Lunes (14:00-18:00) Profesora: Reátegui Sánchez, Scila Fecha de elaboración: 29/05/ Fecha de entrega: 05/06/ Integrantes: ● 22070085 - Alicia Nicole Velasquez Risco ● 22070079 - Alia Araceli Huayta Calderón ● 22070105 - Jose Angel Mandujano Carreyo
Tabla de contenido
- Tabla de contenido
- 1.Resumen
- 2.Introducción
- 3.Trabajo Previo
- 4.Principios Teóricos
- 5.Materiales y Reactivos
- 6.Procedimiento Experimental
- 7.Resultados
- 8.Discusión de resultados
- 9.Conclusiones
- 10.Cuestionario
- 11.Referencias
● Defina estandarización o valoración Se refiere a la proporcionalidad entre la concentración y la señal producida por el instrumento. Es una medida del factor de respuesta del instrumento como una función de la concentración. ● ¿Qué es el analito? Es una especie química, es decir podemos estar hablando de átomos, de iones o moléculas, o un grupo de especies químicas que se encuentran dentro de una muestra y que se quiere determinar. ● Defina neutralización, escriba 3 ejemplos de acuerdo con el tipo de ácido y tipo de base. La neutralización es un proceso químico en el cual un ácido y una base interactúan para generar agua y una sal. Durante esta reacción, los iones hidrógeno (H+) del ácido se unen a los iones hidróxido (OH-) de la base, dando lugar a la formación de agua (H 2 O). Asimismo, los iones del ácido y la base se combinan para producir una sal, que es un compuesto iónico. Ejemplos: ○ Neutralización de ácido clorhídrico (HCl) con hidróxido de sodio (NaOH): HCl + NaOH → NaCl + H 2 O. ○ Neutralización de ácido acético (CH 3 COOH) con hidróxido de potasio (KOH): CH 3 COOH + KOH → CH 3 COOK + H 2 O ○ Neutralización de ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ) con hidróxido de calcio (Ca(OH) 2 ): H 2 SO 4 + Ca(OH) 2 → CaSO 4 + 2H 2 O ● ¿Qué es acidimetría y alcalimetría? Acidimetría: Es la determinación de la acidez de un líquido, es decir, la medida de la cantidad de ácido libre que existe en una disolución. Alcalimetría: Es un método de análisis volumétrico que permite la valoración cuantitativa de un ácido mediante la neutralización con una base de concentración conocida, es decir, para determinar la acidez de una sustancia o solución mediante titulación con una solución valorada básica.
4.Principios Teóricos ● SOLUCIONES.- Son sistemas homogéneos de composición variable. Una solución está formada generalmente por dos componentes, un SOLVENTE, siendo el agua el solvente más común. y el SOLUTO que puede ser sólido, líquido o gas. ● CONCENTRACIÓN. - Es la cantidad de soluto presente en una cantidad dada de solvente o de solución. Las concentraciones de las soluciones se pueden expresar en: unidades físicas y químicas: a. UNIDADES FÍSICAS: ● Porcentaje de masa en masa: Se refiere a las partes en masa de un componente o soluto, por 100 partes en masa de la solución (% m/m). Antes se le conocía como %peso/peso (% p/p o w/w) ● Porcentaje de volumen en volumen: Las partes en volumen de un componente o soluto (este líquido es el de mayor concentración del insumo químico en referencia) en 100 partes en volumen de la solución (% V/V). ● Porcentaje de masa en volumen: Las partes en masa de un componente o soluto por 100 partes en volumen de la solución (% m/V) b. UNIDADES QUÍMICAS: MOLARIDAD (M): M = moles de soluto/Volumen total solución (L) NORMALIDAD (N): N = # Eq−g soluto/Volumen total solución (L) Donde: # Eq-soluto = masa soluto/ Eq-g soluto EQUIVALENTE GRAMO (Eq-g).- Es la masa de una mol (expresado en gramos) dividida entre la carga iónica (valencia) de la sustancia. 5.Materiales y Reactivos Materiales:
- 1 Soporte Universal con pinza.
- 1 Lunas de reloj.
- 1 Vaso de 250 mL y 1 Vaso de 100 mL.
- 1 Probeta de 100 mL.
- 3 Fiolas de 100 mL.
- 2 Matraces de Erlenmeyer de 250 mL
b) Preparación de 100 mL de una solución de NaCl al 4% m/V
- En un vaso de 100 mL, limpio y seco, pesar 4,0 g de Cloruro de Sodio, y disolver con 60 mL de agua destilada utilizando la baqueta.
- Trasvasar a una fiola de 100 mL, enjuagar con agua el vaso y la baqueta dos veces y adicionar a la fiola.
- Completar el volumen a 100 mL con agua destilada, agitar hasta que esté completamente homogeneizada. Se observa como el NaCl se disuelve en el agua, donde se formará una mezcla homogénea constituidas por dos o más sustancias c) Preparación de 50 mL de una solución de etanol C 2 H 5 OH al 10% V/V
- En una fiola de 50 mL agregar agua destilada aproximadamente 30 mL.
- Medir con la pipeta 5,0 mL de etanol 96° y agregar a la fiola con agua.
- Agregar agua con la piseta hasta la línea de enrase.
- Tapar la fiola y agitar para homogenizar la solución. d) Preparación de 100 mL de una solución de NaOH 0,1 M aproximadamente
- En una luna de reloj limpia y seca pesar 0,40 g de NaOH en lentejas..
- Agregar 60 mL de agua destilada (aproximadamente) al vaso de precipitado, añadir el NaOH con cuidado, usar la baqueta. Enjuagar la luna de reloj y la baqueta con una pequeña cantidad de agua (usar la piseta) y luego agitar para disolver el soluto.
- Aplicar la fórmula de molaridad y conociendo la concentración (0,1 M) y volumen (100 mL) de HCl, se necesitará 0,365 g de HCl como soluto para preparar la solución. 𝑉 = 0 , 365 1 , 18 𝑉 37 , 25 𝑉 100 = 0 , 83 𝑉𝑉 3.Este valor se reemplaza en la fórmula anterior por lo que se requiere de 0, mL de HCl concentrado. Este volumen se mide con una pipeta y se trasvasa a una fiola de 100 mL, al cual se le añade previamente 50 mL de agua destilada aproximadamente y se enrasa con agua destilada. Tapar y agitar para homogeneizar. f) Preparación de 100 mL de una solución estándar de Na 2 CO 3 0,100 M 𝑁 = #𝐸𝑞−𝑔𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 (𝐿)
Eq-soluto = masa soluto/ Eq-g soluto ; Eq-g de Na2CO3: 106 / 2 = 53 g/Eq-g
1.Pesar en la balanza ya sea en una luna de reloj (o un pedazo de papel) exactamente 0,54 g de Na 2 CO 3 anhidro.
- En un vaso de 100 mL limpio y seco, agregar aproximadamente 60 mL de agua destilada. Añadir el carbonato de sodio pesado, agitar con la baqueta y disolver toda la sal.
- Anotar el volumen inicial del ácido en la bureta antes de comenzar la titulación, adicionar el ácido girando la llave con la mano izquierda y rotando el matraz con la mano derecha:25 ml HCl (Va)
- Dejar caer el ácido hasta que el color vire de amarillo a anaranjado sin llegar a rojo (lo cual indica que hay exceso de ácido). Se puede calcular y ver si retorna el color amarillo, si es así seguir añadiendo el HCl de la bureta.
- Anotar el volumen de ácido gastado: 10 ml HCl (Vb)
- Calcular la normalidad del ácido, según: NaxVa=NbxVb 10 𝑥 0. 10 10
h) Estandarización de la solución de NaOH aproximadamente 0,100 M con la solución de HCl (estandarizado o valorado)
- Coloque en un matraz Erlenmeyer, 10,0 mL de solución de NaOH preparado en (4d).
- Agregue a la solución contenida en el matraz, 1 o 2 gotas de indicador fenolftaleína.
- Llene la bureta con el HCl estandarizado y deje caer lentamente el ácido al matraz Erlenmeyer, mezclando continuamente.
- Detenga la titulación tan pronto vire el color de rojo-grosella a incoloro.
- Anote el volumen HCl gastado. (10,1 mL)
- Calcular la molaridad (M) de la base. 𝑥 𝑥𝑥𝑥𝑥 =
7.Resultados a) La solución salina de 100 g ocupa un volumen menor a 100 ml. Esto ya que la sal al tener una densidad mayor que el agua, una cantidad determinada de sal ocupará menos volumen que la misma cantidad de agua. Por lo tanto, una solución de agua con sal de 100 gramos ocupará un volumen menor que 100 ml.
● El HCl es un disolvente universal caracterizado por su toxicidad y ser muy corrosivo. ● Para la estandarización de soluciones de HCl en donde se desconoce su concentración exacta se ha utilizado el Na 2 CO 3 , debido a que la sal es una sustancia patrón y además, ocurre la reacción de neutralización. 9.Conclusiones ● La concentración de una solución depende directamente de los factores de molaridad y normalidad, siendo estas propiedades las que determinan las características pertenecientes a una solución. ● La relación entre volumen y masa es influenciada en gran medida por la densidad del solvente y soluto involucrados en la solución. 10.Cuestionario
1. ¿Cuáles son las condiciones que debe cumplir una solución estándar? Una solución debe cumplir con las siguientes condiciones: ○ Pureza del reactivo: El reactivo utilizado debe ser puro y libre de impurezas. ○ Concentración conocida: La concentración de la solución debe ser conocida con precisión. ○ Exactitud y precisión en la preparación: La solución debe ser preparada con precisión utilizando técnicas y equipos adecuados. ○ Estabilidad: La solución debe ser estable y no cambiar su concentración significativamente con el tiempo. ○ Traza de incertidumbre: Se debe determinar y declarar la incertidumbre asociada con la concentración de la solución. ○ Etiquetado adecuado: La solución debe estar claramente etiquetada con información relevante. 2. ¿Qué son soluciones valoradas y cuáles son las ventajas de su uso? Son aquellas en las que se toman en cuenta las cantidades exactas de soluto y solvente, así como la naturaleza de sus componentes. La concentración es determinada aplicando cálculos y procedimientos matemáticos donde un grado suficiente de precisión y exactitud en la determinación de la concentración. Sus ventajas son que sus componentes son calculables, son planificadas y usualmente perfectas, sin margen de error. 3. Para preparar 500 mL de una solución de sacarosa C 12 H 22 O 11 0,10 M. ¿Cuántos gramos de sacarosa tiene que usar? ¿Qué pasos tendrías que seguir?
a) 𝑉 = 𝑉. 𝑉𝑉𝑉 𝑉𝑉. 𝑉𝑉𝑉 𝑉 𝑉𝑉𝑉. 𝑉𝑉𝑉 𝑥𝑥. 𝑥𝑥𝑥 = 𝑥 12 H 22 O 11 = 342g/mol 𝑥 = 𝑥 𝑥 𝑥𝑥𝑥𝑥𝑥 𝑥 𝑥𝑥𝑥. 𝑥𝑥𝑥 𝑉 = 0. 10 𝑉 342 𝑉 / 𝑉𝑉𝑉 𝑉 0. 50 𝑉 = 17. 1 𝑉 b) Pasos: ● Con ayuda de una balanza, pesa 17.1g de sacarosa. ● Luego pasaremos a verter el soluto a una probeta. ● Después de ello agregar agua hasta enrasar los 500 ml ● Y finalmente se obtiene una solución de sacarosa 0.1M
4. ¿Cuántos mililitros de solución acuosa de HCl 12,0 N hay que utilizar para preparar 500 mL de solución de HCl 0,1 M ¿Cómo se debe preparar la solución? a) 𝑉𝑉𝑉𝑉 𝑉 12 = 0. 5 𝑉 0. 1 𝑉𝑉𝑉𝑉 = 0. 0417 b) Pasos: ● Con ayuda de una pipeta toma 4,17 ml de una solución HCl 12,0N. ● Después de ello pasaremos a verter la solución a un matraz. ● Luego se agrega al contenido 495,83 ml. ● Y así finalmente se obtiene el resultado de 500 ml de una solución 0.1M. 5. Calcular la cantidad de soda cáustica y de agua necesarias para preparar un litro de solución al 20% en peso y cuya densidad sea 1,219g/cm3. ¿Cuál es la normalidad de esta solución? . ● Masa de soda cáustica = 20% de 1 litro = 0.20 * 1000 g = 200 g, entonces: Masa de agua = Masa total de la solución - Masa de soda cáustica Masa de agua = 1000 g - 200 g = 800 g ● Volumen de la solución= Masa total de la solución / Densidad 𝑥𝑥𝑥𝑥 =
1 , 219 𝑥 / 𝑥𝑥^3
= 820 , 3 𝑥𝑥^3 = 0 , 8203 𝑥
● Normalidad de la solución: La soda cáustica (NaOH) tiene una masa molar de 40.0 g/mol y un equivalente-gramo de 40.0 g/eq. Normalidad = 𝑥𝑥𝑥𝑥 𝑥𝑥𝑥𝑥 𝑥𝑥 − 𝑥 𝑥𝑥𝑥𝑥 𝑥𝑥𝑥𝑥
