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Práctica No. 1 Preparación de disoluciones Semestre 20 20 - 2
Práctica 1. Preparación de disoluciones y determinación de la
concentración de una disolución por medio de una valoración
(titulación)
PRIMERA PARTE
TAREA PREVIA
- ¿Qué significa la palabra higroscópico? ____________________________________________________
- ¿Por qué las disoluciones de NaOH deben guardarse en botellas de plástico? ______________________
- Calcula las cantidades necesarias y describe el procedimiento para preparar las siguientes disoluciones: a) 250 mL de una disolución de NaOH 0.1 mol L-^1 a partir de una disolución 2. 5 mol L-^1. R: ______________ mL Preparación:_______________________________________________________________________
b) 50 mL de una disolución de HCl 0.1 mol L-^1 a partir de HCl concentrado comercial (37% m/m y densidad 1.18 g mL -^1 ). R: ______________ mL Preparación:_______________________________________________________________________
**PROBLEMA 1:** Preparar una disolución de NaOH y determinar su concentración exacta. **PROBLEMA 2:** Preparar disoluciones de tres ácidos: clorhídrico, sulfúrico y cítrico.
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c) 5 0 mL de una disolución de H 2 SO 4 0.1 mol L-^1 a partir de H 2 SO 4 concentrado comercial (98% m/m y densidad 1.84 g mL-^1 ). R: ______________ mL Preparación:_______________________________________________________________________
d) 50 mL de una disolución de ácido cítrico (C 6 H 8 O 7 ) 0.1 mol L-^1 a partir de ácido cítrico sólido. R: ______________ g Preparación:_______________________________________________________________________
- ¿Qué cuidados hay que tener al mezclar los reactivos indicados en la pregunta anterior con agua?
- ¿Qué material se requiere para preparar cada una de las disoluciones de la pregunta 3? a) NaOH___________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ b) HCl_____________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ c) H 2 SO 4 ___________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ d) Ácido cítrico ______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________
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REACTIVOS (cantidades aproximadas sugeridas) NOTA: Antes de preparar las disoluciones verifica los datos de los frascos de reactivos para asegurarte que coinciden con las operaciones de la tarea previa. PRIMERA PARTE
- 10 mL de de la disolución de NaOH 2.5 mol L-^1
- 0.5 mL de HCl concentrado
- 0.5 mL de H 2 SO 4 concentrado
- 1 g de C 6 H 8 O 7 (H 3 Cit) sólido SEGUNDA PARTE
- 25 mL de la disolución de NaOH 0.1 mol L-^1 (Preparada en la primera parte)
- 0.5 g de biftalato de potasio sólido
- 2 - 3 gotas por cada titulación de disolución de fenolftaleína (indicador)
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL. Preparación de las disoluciones
Nota: La disolución de NaOH 0.1 mol L-^1 debe alcanzar para las determinaciones de esta sesión y de la siguiente.
- Prepara todas las disoluciones indicadas de acuerdo con los cálculos realizados en el cuestionario previo, empleando el material adecuado y tomando en cuenta las precauciones correspondientes.
- Guarda las disoluciones en las botellas de plástico etiquetadas correctamente. SEGUNDA PARTE INTRODUCCIÓN Conocer la concentración exacta de un reactivo en una disolución no siempre es asunto sencillo. El hidróxido de sodio sólido, por ejemplo, suele tener una cantidad de humedad que no es fácil de conocer o eliminar. Así, suele suceder que, si pesamos 20 gramos del reactivo tomado del frasco, en realidad tengamos algo como 19 gramos de NaOH y 1 gramo sea de H 2 O. Existe otro inconveniente: el dióxido de carbono (CO 2 ) ambiental es muy soluble en las disoluciones de hidróxido de sodio, con el que reacciona de la siguiente manera: Na+^ (ac) + OH¯^ (ac) + CO 2 (ac) → Na+^ (ac) + HCO 3 ¯^ (ac) Esta reacción provoca que disminuya la concentración de iones OH-¯^ en la disolución original. Por estas razones, cuando se desea conocer la concentración exacta de una disolución de hidróxido de sodio, se realiza un procedimiento químico, al que se le conoce como valoración, titulación o estandarización. A una disolución cuya concentración ha sido determinada mediante este procedimiento se le llama disolución valorada, titulada o estandarizada. Para llevar a cabo este procedimiento de valoración, se requiere hacer reaccionar al NaOH con otro reactivo, cuya concentración si se conozca con precisión. Para esto se requiere que este otro reactivo reúna las siguientes propiedades:
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- Tener elevada pureza.
- No ser higroscópico.
- Ser estable a temperatura ambiente.
- Ser soluble en agua.
- Poder ser secado en la estufa.
- No debe absorber gases.
- Reaccionar rápida y completamente con la sustancia a valorar. A este tipo de sustancias se les conoce como patrón primario o estándar primario. Una de las sustancias más empleadas como patrón primario para titular una disolución de NaOH, es el biftalato de potasio. El ácido ftálico, es un ácido orgánico con dos hidrógenos ácidos, uno en cada grupo carboxilo. El biftalato es el anión resultante de la pérdida de un hidrógeno ácido del ácido ftálico, pero que conserva otro hidrógeno ácido, (semejante al caso del ácido carbónico H 2 CO 3 ·^ y el bicarbonato). TAREA PREVIA
- ¿Qué es una valoración o titulación? _____________________________________________________
- ¿Qué es el punto de equivalencia de una titulación? _________________________________________
- ¿Qué es el punto final de una titulación? __________________________________________________
- ¿Qué es un titulante? _________________________________________________________________
- ¿Qué es un analito? __________________________________________________________________
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- Anota el volumen de NaOH consumido en la Tabla 1.
- Titula la segunda y tercera muestras. Toma nota del volumen consumido en cada experimento y regístralos en la Tabla 1. Con esa información realiza las operaciones necesarias para completar la tabla.
- Obtén el promedio de los valores de concentración de NaOH obtenidos para cada titulación, este valor corresponderá a la concentración “exacta” de NaOH, colócalo sobre la etiqueta de la botella ya que será necesario para las operaciones de las prácticas siguientes. RESULTADOS Y ANÁLISIS
- Llena la siguiente Tabla 1 con los datos de masa y cantidad de biftalato de cada muestra, junto con el correspondiente volumen esperado (calculado) de NaOH 0.1 mol L-^1 necesario para neutralizar por completo al biftalato. Tabla 1. Operación de volúmenes esperados en las valoraciones de NaOH con biftalato. No. de muestra Masa de biftalato de potasio (g) Cantidad de biftalato de potasio (mol) Volumen teórico (mL) de NaOH 0.1 mol L-^1 1 2 3 Operaciones:
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- Llena la siguiente tabla con los valores experimentales. Tabla 2. Normalización de NaOH. Reacción: HFt–^ + OH–^ → Ft^2 –^ + H 2 O No. de muestra Masa de biftalato de potasio (g) Cantidad de biftalato (HFt − ) (mol) Cantidad de NaOH que reaccionó (mol) Volumen de NaOH consumido (mL) Concentración exacta de NaOH ( mol L-^1 ) 1 2 3 Promedio = Operaciones:
- Calcula el porcentaje de error de la molaridad para cada muestra y regístralo en la Tabla 3 , junto con la calificación correspondiente. Emplea el siguiente criterio para calificar tus resultados: Intervalo de % error Calificación De 0 a 1 % Excelente De 1 a 5 % Muy bueno De 5 a 10 % Aceptable De 10 a 20 % Mejorable Mayor a 20 % Inaceptable Tabla 3. Porcentajes de error de cada valoración. No. de muestra % Error Calificación 1 2 3
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- La fenolftaleína empleada en esta práctica como indicador, es una disolución al 1% m/V en etanol, de una sustancia fórmula C 20 H 14 O 4. ¿Qué masa de fenolftaleína pura se requiere para preparar 25 mL de disolución indicadora? ¿Cuál es la concentración en mol/L de ésta? Operaciones: TRATAMIENTO DE RESIDUOS R1: Ftalato de sodio y/o potasio y fenolftaleína en agua. Neutralizar y desechar al drenaje.
- Recuerda guardar las disoluciones preparadas de los tres ácidos, así como el hidróxido de sodio valorado para utilizarla en la Práctica 2
ELABORADA POR: Dra. Laura Gasque Silva
REVISADA POR: M. en C. Martha Magdalena Flores Leonar
Dr. Héctor García Ortega Dr. Víctor Manuel Ugalde Saldívar
