Universidad Nacional Autónoma de

México

Facultad de química

MATERIA:

Laboratorio de Química II

PROFESOR:

 LUIS ANTONIO HUESTA TAPIA

GRUPO:

54

INTRODUCCIÓN.La concentración de una disolución expresa la cantidad de soluto disuelta en una cantidad dada de disolvente o disolución. En términos cuantitativos, esto es, la relación o proporción matemática entre la cantidad de soluto y la cantidad de solvente o, entre soluto y solución. Esta relación suele expresarse en porcentaje.

UNIDADES FÍSICAS: Porcentaje referido a la masa en gramos, presente en una cantidad de solución. Teniendo en cuenta que el resultado se expresa como porcentaje de soluto, la cantidad de patrón de solución suele tomar como 100gr.

%m/m= peso desolutopesode la solución

×100%

Porcentaje referido al volumen: Se refiere al volumen de soluto, en mL, presente en cada 100mLde solución:

% v /v= volumen desolutovolumende la solución

×100%

Porcentaje masa volumen Representa la masa de soluto (gr) por cada 100ml de solución. Se puede calcular según la expresión:

%m/ v= peso de solutovolumende la solución

×100%

UNIDADES QUIMICAS:MOLARIDAD (M): expresa la concentración de una disolución como el número de moles de soluto que hay en un litro de disolución:

M= molesde solutovolumen dedisoln(L)

NORMALIDAD (N) Relaciona el numeró de equivalentes de un soluto con la cantidad de solución, en litros. Se expresa como:

N=¿EquivalentesVolumen(L)

PROBLEMA: Determinar la concentración exacta de disoluciones de tres diferentes ácidos, el clorhídrico, el sulfúrico y el cítrico, expresándola como molaridad, normalidad y % m/v.

OBJETIVO: Determinar la concentración exacta de las disoluciones de HCl, H2SO4, y C6H8O2 preparadas anteriormente utilizando sosa valorada.

HIPOTESIS: Los ácidos preparados anteriormente serán valorados con sosa para determinar su concentración, se espera que tengan una concentración ~0.1M ya que los cálculos realizados para determinar la cantidad de soluto y el procedimiento de preparación fue correcto.

MATERIALES Y REACTIVOS:

1 bureta con pinzas 3 matraces Erlenmeyer de 125 ml Pipetas o buretas para alícuotas de 10ml Solución de NaOH aprox. 0.1 M (valorada la

sesión anterior). 50 ml de solución de HCl 0.1M preparada la

sesión anterior. 50 ml de solución de H2SO4 0.1M preparada la

sesión anterior.

50 ml de solución de H3Cit 0.1M preparada la sesión anterior.

Solución de fenolftaleína (indicador). Probeta de 100 ml Pipeta graduada de 1 ml Etiquetas Balanza Piseta Agua destilada

SUSTANCIAS A MANEJAR:HCl: Riesgos a la salud:El ácido clorhídrico y concentraciones altas de gas, son altamente corrosivos a la piel y membranas mucosas Inhalación: En el caso de exposiciones agudas, los mayores efectos se limitan al tracto respiratorio superior. Contacto con ojos: Este ácido es un irritante severo de los ojos y su contacto con ellos puede causar quemaduras,

reducir la visión o, incluso, la pérdida total de ésta. Contacto con la piel: En forma de vapor o disoluciones concentradas causa quemaduras serias, dermatitis y

fotosensibilización. Ingestión: Produce corrosión de las membranas mucosas de la boca, esófago y estómago.ACCIONES DE EMERGENCIA: Inhalación: Mover al afectado al aire fresco. Si no respira, dar respiración artificial y mantenerlo caliente y en reposo, no

dar a ingerir nada. Ojos: Lavar inmediatamente con agua corriente, asegurándose de abrir bien los párpados. Piel: Lavar inmediatamente la zona dañada con agua en abundancia. Si ha penetrado en la ropa, quitarla

inmediatamente y lavar la piel con agua abundante. Ingestión: No provocar vómito. Si está consciente dar a beber un poco de agua continuamente, por ejemplo una

cucharada cada 10 minutos.DESECHOS:Diluir con agua cuidadosamente, neutralizar con carbonato de calcio o cal. La disolución resultante puede verterse al drenaje, con abundante agua.

ACIDO CÍTRICO: Riesgos Inhalación: Causa irritación del tracto respiratorio con síntomas como tos, falta de respiración. Ingestión: Causa irritación del tracto gastrointestinal. . Contacto con la Piel: Causa irritación de la piel. Primeros auxilios Inhalación: Trasladar al aire fresco. Ingestión: Lavar la boca con agua. No inducir el vómito Contacto con la Piel: Retirar la ropa y calzado contaminados. Lavar la zona afectada con abundante agua y jabón Contacto Ocular: Lavar con abundante agua.

H2SO4: Riesgos: Inhalación: Severa Irritación de las vías respiratorias. Contacto con la Piel: Altamente irritante y corrosivo. Quemaduras graves. Contacto con los Ojos: Severas irritaciones y quemaduras graves. Ingestión: Graves quemaduras en la boca, tracto digestivo, esófago y estómago. Primeros auxilios Inhalación: Trasladar a la persona donde exista aire fresco Contacto con la Piel: Aplicar abundante Agua, Contacto con los Ojos: Lavarse con abundante Agua en un lavadero de ojos, como mínimo durante 20 a 30 minutos. Ingestión: Lavar la boca y dar abundante Agua. Desechos:

No eliminar directamente por desagües.

NaOH: RIESGOS

Este compuesto no es inflamable sin embargo, puede provocar fuego si se encuentra en contacto con materiales combustibles, genera gases inflamables al ponerse en contacto con algunos metales. Es soluble en agua generando calor.Riesgos a la salud: Inhalación: Daño del tracto respiratorio Contacto con ojos: Pueden provocar desde una gran irritación en la córnea, ulceración, nubosidades y, finalmente, su

desintegración. Contacto con la piel: Corrosivo a la piel. Ingestión: Causa quemaduras severas en la boca.ACCIONES DE EMERGENCIA: Inhalación: Retirar del área de exposición hacia una bien ventilada. Ojos: Lavar con abundante agua corriente, Piel: Quitar la ropa contaminada inmediatamente. Lavar el área afectada con abundante agua corriente. Ingestión: No provocar vómito. DESECHOS:

Para pequeñas cantidades, agregar lentamente y con agitación, agua y hielo. Ajustar el pH a neutro con HCl diluido. La disolución acuosa resultante, puede tirarse al drenaje diluyéndola con agua.

DIAGRAMA DE FLUJO

Disolución de HCl

Disolución de H2SO4

Llenar la bureta con sol: NaOH 0.1 M

Se sujeta al soporte con

pinzas

En un matraz colocar una alícuota de 10 ml de HCl y 2 gotas

de fenolftaleína

Poner una hoja debajo de la

bureta, colocando encima el matraz.

Abrir la llave de la bureta, de modo de que la sol. de NaOH caiga al matraz gota

gota.

Una vez que el color rosado permanezca por 30 seg aprox, anotar el volumen

consumido de NaOH

En la tabla 1 registrar:Reacción completa y balanceada MolaridadNormalidad % m/v

Realizar por triplicado el procedimiento

Disolución de H3Cit

Llenar la bureta con sol: NaOH 0.1 M

Se sujeta al soporte con pinzas

En un matraz colocar una alícuota de 10 ml de H2SO4 y 2 gotas de

fenolftaleína

Poneruna hoja debajo de la bureta,

colocando encima el matraz.

Abrir la llave de la bureta, de modo de que la sol. de NaOH

caiga al matraz gota a gota.

Una vez que el color rosado permanezca por 30 seg aprox, anotar el volumen consumido de

NaOH

En la tabla 1 registrar:Reacción completa y balanceada MolaridadNormalidad % m/v

Realizar por triplicado el procedimiento

Llenar la bureta con sol: NaOH 0.1 M

Se sujeta al soporte con pinzas

En un matraz colocar una alícuota de 10

ml de H3Cit y 2 gotas de fenolftaleína

Poner una hoja debajo de la bureta, colocando encima el

matraz.

Abrir la llave de la bureta, de modo de que la sol. De NaOH

caiga al matraz gota a gota.

Una vez que el color rosado permanezca por 30

seg aprox, anotar el volumen consumido de

NaOH

En la tabla 1 registrar:Reacción completa y

balanceada Molaridad

Normalidad % m/v

Realizar por triplicado el procedimiento

DESECHOS

RESULTADOS

Tabla1. Normalización de HCl

Concentración el NaOH (titulante): 0.06 M

Reacción:HCl+NaOH→

NaCl+H 2O

Núm. de alícuota

Volumen NaOH 0.06M consumido

(mL)

Cantidad de NaOH (mol)

Cantidad de HCl en la

alícuota (mol)

Molaridad de HCl

Normalidad de HCl % m/v de HCl

1 12.10 7.26×10−4 7.26×10−4 0.073 0.073 0.266

2 12.10 7.26×10−4 7.26×10−4 0.073 0.073 0.266

3 12.90 7.74×10−4 7.74×10−4 0.077 0.077 0.281

PROMEDIO 0.074 0.074 0.271

Tabla 2. Normalización de H 2SO4Concentración el NaOH (titulante): 0.06 M

Reacción:H 2SO4+2NaOH→

Na2SO4+2H 2O

Núm. de alícuota

Volumen NaOH 0.06M consumido

(mL)

Cantidad de NaOH (mol)

Cantidad de H 2SO4 en la alícuota (mol)

Molaridad de H 2SO4

Normalidad de H 2SO4

% m/v de H 2SO4

1 25.50 1.530×10−3 7.65×10−40.076 0.152 0.746

2 25.60 1.536×10−3 7.68×10−4 0.077 0.154 0.755

Desechos de procedimient

o 1

Desechos de procedimient

o 2

Desechos de procedimiento

3

Neutralizar con sosa y desechar al

drenaje.

3 26.10 1.566×10−3 7.83×10−4 0.078 0.156 0.765

PROMEDIO 0.077 0.154 0.755

Tabla 3. Normalización de C6H 8O7Concentración el NaOH (titulante): 0.10 M

Reacción:C6H 8O7+3NaOH→

Na3C6H 5O7+3H 2O

Núm. de alícuota

Volumen NaOH 0.1M consumido

(mL)

Cantidad de NaOH (mol)

Cantidad de C6H 8O7 en

la alícuota (mol)

Molaridad de C6H 8O7

Normalidad de C6H 8O7

% m/v de C6H 8O7

1 29.70 2.97×10−3 9.90×10−4 0.099 0.297 1.9

2 30.20 3.02×10−3 1.006×10−3 0.1 0.3 1.92

3 29.90 2.99×10−3 9.97×10−4 0.099 0.297 1.9

PROMEDIO 0.099 0.298 1.9

CUESTIONARIO:

Tarea previa 1. Completar y balancear cada una de las siguientes reacciones de neutralización:

a) HCl+NaOH→

NaCl+H 2O

b) H 2SO4+2NaOH→

Na2SO4+2H 2O

c)C6H 8O7+3NaOH→

Na3C6H 5O7+3H 2O

2. Dibujar la estructura de Lewis de cada uno de los tres ácidos.

HCl

H 2SO4

C6H 8O7

3. ¿Cuántos moles de iones H+ libera un mol de cada uno de estos ácidos? HCl: 1mol de H+

H2SO4: 2 mol de H+

C6H8O7: 3 mol de H+

4. ¿Qué es una alícuota?Es una parte que se toma de un volumen o de una masa inicial para ser usada en una prueba industrial o de laboratorio, cuyas propiedades físicas y químicas, así como su composición, representan las de la sustancia original. Normalmente las alícuotas son el resultado de repartir un volumen inicial en varias partes iguales. Se suele medir en mililitros (mL) o gramos (g).

5. Investiga los posibles efectos dañinos a la salud o al medio ambiente, de las sales de los ácidos utilizados en esta sesión. HCl: irritante severo de los ojos, puede causar quemaduras en ojos y piel, por ingestión causa nausea, vomito o diarrea.NaOH: si se inhala causa irritación y daño en el tracto respiratorio, su ingestión causa quemaduras severas en el tracto digestivo. Al contacto con los ojos provoca irritación en la cornea o ulceración.NaCl: al ser inhalado ocasiona irritación en el tracto digestivo. La ingestión provoca vomito, diarrea o inflamación de los órganos intestinales.H2SO4: al ser inhalado provoca irritación, quemaduras, dificultades respiratorias, tos y sofocación. La ingestión ocasiona quemaduras severas de boca y garganta, perforación del estomago y esófago.Al contacto con la piel produce quemaduras severas, profundas y dolorosas.

6. ¿Qué volumen de NaOH 0.1 M se requiere para neutralizar 10mL de HCl 0.1M? 0.1mol HCl1 Ldisol

×0.01L=0.001molHCL× 1mol NaOH1mol HCl

=0.001mol NaOH × 1Ldisol0.1mol NaOH

=0.01 LNaOH

7. ¿Qué volumen de NaOH 0.1 M se requiere para neutralizar todos los protones en 10mL de H2SO4 0.1M? 0.1mol H 2SO41000mLdisol

×10mLdisol×2mol NaOH1mol H 2SO 4

×1000mLdisol0.1mol NaOH

=20mLNaOH

8. ¿Qué volumen de NaOH 0.1 M se requiere para neutralizar todos los protones en 10mL de H3Cit 0.1M? 0.1mol H 3Cit

1000mLdisol×10mLdisol×

2mol NaOH1mol H 3Cit

×1000mLdisol0.1mol NaOH

=30mLNaOH

9. ¿Cómo se definen las concentraciones % m/m, % v/v y % m/v?

%m/m= peso desolutopesode la solución

×100%

% v /v= volumen desolutovolumende la solución

×100%

%m/ v= peso de solutovolumende la solución

×100%

10. ¿Cuál es la concentración en % m/v de una solución de HCl al 37% m/m cuya d=1.18g/mL?

%mv

= 37 g HCl100gdisol

×1.18 gdisol1mLdisol

×100%=43.66% mv

11. ¿Una disolución que contiene 30 gramos de HCl por cada 100 gramos de disolución es 30% m/m ó 30% p/p? 30 g HCL!00g disol

×100%=30%m/m

12. ¿Cuál es la concentración en % m/v de una disolución 2M de HCl?

%mv

= 2mol HCl1000mLdisol

×36.45g HCl1mol HCl

×100%=7.29% mv

ANÁLISIS: a) ¿Qué tan semejante es la molaridad obtenida con la esperada? ¿Cuál es el porcentaje de error?

Valoración de HCl: %ERROR= ¿0.074−0.1∨ ¿0.1

x100%=26% ¿

Valoración de H2SO4: %ERROR= ¿0.077−0.1∨ ¿0.1x 100%=23%¿

La molaridad obtenida es un 26% y 23% menor a la deseada para el HCl y H2SO4 respectivamente, esto se puede deber a una mala medición de la cantidad requerida de cada ácido o a que se agregó una cantidad mayor de agua, también puede deberse a que no tenían un grado adecuado de pureza. Además si la botella que contenía la disolución no estaba bien cerrada pudo permitir que absorbiera humedad del aire y que disminuyera su concentración.

Valoración de H3Cit: %ERROR= ¿0.099−0.1∨ ¿0.1x 100%=1% ¿

En el H3Cit se obtuvo un porcentaje del 1%, una cifra muy pequeña, se puede decir que la disolución se preparó correctamente.

b) ¿Qué tan semejantes son entre sí los tres valores de molaridad obtenidos para cada alícuota? ¿Cuál es la

desviación estándar?

Valoración de HCl: S= √(0.1−0.073 )+(0.1−0.073 )+(0.1−0.077)3−1

=√0.0772

=0.138

Valoración de H2SO4: S= √(0.1−0.076 )+ (0.1−0.077 )+(0.1−0.078)3−1

=√0.0692

=0.131

Valoración de H3Cit: S= √(0.1−0.099 )+(0.1−0.1 )+(0.1−0.099)3−1

=√0.0022

=0.022

Los resultados de la molaridad fueron semejantes, se fue lo más preciso posible para poder tener un resultado en común.

c) ¿Si tuviera que repetirse alguna determinación, qué modificaciones deberían hacerse? Se debe llenar correctamente la bureta, es decir, cuidar que el menisco quede por arriba de la marca de nuestro cero. También se debe agregar gota a gota la disolución de NaOH para que no se agregue más volumen del que se puede requerir y de esa forma obtener resultados más precisos.

BIBLIOGRAFIA:

BROWN, Química. La Ciencia Central, 9na edición, Pearson Educación, México 2004, pp. 134, 498, 499.

CONCLUSIÓN:

Al preparar disoluciones se debe calcular correctamente la cantidad de soluto que se requiere tomando en cuenta la pureza de la sustancia y su densidad para que de esa forma las impurezas de la sustancia o el agua que pudiera contener no disminuyan la concentración que se desea obtener.

Al titular las disoluciones de ácidos se esperaba que su concentración fuera 0.1M, pero al realizar los cálculos estequiométricos se obtuvo que su concentración en realidad era 0.074M para el HCl y 0.077M para el H2SO4 , esta diferencia de concentración se puede explicar considerando ciertos errores que se hubieran cometido, como:

Una mala medición del volumen requerido de la disolución concentrada de acido. Que al llevar al aforo de se haya sobrepasado el volumen de agua marcado. No se enjuago varias veces el vaso de precipitados donde se mezclo el acido concentrada con un volumen de

agua por lo que se perdió soluto en el transvasado. Se debe de realizar con mucho cuidado la titulación para que no ocupar un volumen mayor del que se necesita para neutralizar el acido. Cuando la disolución cambia drásticamente de incolora a rosa significa que se alcanzó el punto de equivalencia y todas las moles de H+ fueron neutralizadas por las moles de OH-.

Para la disolución de H3Cit se obtuvo una molaridad de 0.099, lo que redondeado es ~0.1M, en esta disolución se logro tener la concentración deseada.

Al revisar el volumen requerido de NaOH en las tablas 1,2 y 3 se observa que va aumentando proporcionalmente este dato, en la tabla 3 se reporto que se uso sosa 0.1M por eso no el volumen de NaOH no fue el doble al H2SO4, la razón de que el volumen requerido sea el doble del HCL para el H2SO4 es que este ultimo tiene 2 moles de H+ y el primero solo tiene una mol de H+, por cada mol de H+ se requiere una mol de OH-, para neutralizar una mol de H+ se requieren 2 moles de OH-. Del mismo modo se observa que el volumen de NaOH para neutralizar el H3Cit el volumen es mayor, la relación de H+ y OH- es 1:3.

Aunque en esta práctica no se logro obtener la concentración deseada para todos los ácidos, se tomaran en cuenta los posibles errores que se cometieron para posteriormente preparar disoluciones con mayor precisión y así obtener mejores resultados.