practica 5 solubilidad de un solido

7/26/2019 Practica 5 Solubilidad de Un Solido

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Luis Fernando Baque M. Paralelo 3

ESCUELA SUPERIOR POLITCNICA DEL LITORALDepartamento de Ciencias Qumicas y Ambientales

Laboratorio de Qumica General 1Informe de Laboratorio N 5

DETEMINACIN DE LA SOLUBILIDAD DE LOS SLIDOS

MARCO TERICO

Solubilidad

Solubilidad es una medida de la capacidad de disolverse de una determinadasustancia (soluto) en un determinado medio (solvente). Implcitamente secorresponde con la mxima cantidad de soluto que se puede disolver en unacantidad determinada de solvente, a determinadas condiciones de temperatura,e incluso presin (en caso de un soluto gaseoso).En la solubilidad, el carcterpolar oapolar de la sustancia influye mucho, ya que, debido a este carcter, lasustancia ser ms o menos soluble; por ejemplo, los compuestos con ms deun grupo funcional presentan gran polaridad por lo que no son solubles en etlico.https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Solubilidad&action=edit" >.

Solucin saturada y sobresaturada

Los qumicos tambin diferencian las disoluciones por su capacidad para disolverun soluto. Una disolucin saturada contiene la mxima cantidad de un soluto quese disuelveen un disolvente en particular, a una temperatura especfica. Unadisolucin no saturada contiene menor cantidad de soluto que la que es capazde disolver. Un tercer tipo, una disolucin sobresaturada, contiene ms solutoque el que puede haber en una disolucin saturada. Las disolucionessobresaturadas no son muy estables. Con el tiempo, una parte del soluto sesepara de la disolucin sobresaturada en forma de cristales. La cristalizacin esel proceso en el cual un soluto disuelto se separa de la disolucin y formacristales.(QumicaRaymond Chang - 9na Edicin, pg. 504).

Factores que influyen a la solubilidad

Interacciones soluto-disolvente: Un factor que determina la solubilidad es latendencia natural de las sustancias a mezclarse (la tendencia de los sistemashacia el desorden). Sin embargo, si sta fuera la nica consideracin, cabraesperar que todas las sustancias se disolvieran totalmente unas en otras.
https://es.wikipedia.org/wiki/Sustanciahttps://es.wikipedia.org/wiki/Solutohttps://es.wikipedia.org/wiki/Solventehttps://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9cula_polarhttps://es.wikipedia.org/wiki/Apolarhttps://es.wikipedia.org/wiki/Apolarhttps://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9cula_polarhttps://es.wikipedia.org/wiki/Solventehttps://es.wikipedia.org/wiki/Solutohttps://es.wikipedia.org/wiki/Sustancia


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Obviamente, no sucede as. Entonces, qu otros factores intervienen?, lasfuerzas de atraccin relativas entre las molculas de disolvente y el soluto

tambin desempean papeles muy importantes en el proceso de disolucin.Aunque la tendencia hacia el desorden y a las diversas interacciones de laspartculas de soluto y disolvente influye en la determinacin de la solubilidad,generalmente podemos entender mejor el proceso si nos concentramos en lainteraccin del soluto y el disolvente. Las fuerzas de atraccin entre las molculasdel gas y del disolvente son principalmente fuerzas de dispersin de London, lascuales aumentan al incrementarse el tamao y la masa de las molculas del gas.Por tanto, los datos indican que la solubilidad de los gases en agua aumenta alincrementarse la atraccin entre el soluto (gas) y el disolvente (agua). En general,si los dems factores son comparables, cuantos mayores sean las atraccionesentre el soluto y las molculas de disolvente, mayor ser la solubilidad. Como

resultado de las atracciones dipolo-dipolos favorables entre molculas dedisolvente y de soluto, los lquidos polares suelen disolverse fcilmente endisolventes polares. El agua no slo es polar, sino que tambin puede formarpuentes de hidrgeno. Por tanto, las molculas polares, y en especial las quepueden formar puentes de hidrgeno con las molculas de agua, suelen sersolubles en agua. Por ejemplo, la acetona, una molcula polar cuya frmulaestructural se muestra en seguida, se mezcla en todas proporciones con agua.La acetona tiene un enlace C=O muy polar y pares no enlazantes de electronesen el tomo de O, los cuales pueden formar puentes de hidrgeno con el agua.(Qumica la Ciencia Central - 9na Edicin - Theodore L. Brown, LeMay,Bursten&Burdge, pg.492).

Efectos de presin: Las solubilidades de los slidos y lquidos no acusan unefecto apreciable de la presin, mientras que la solubilidad de un gas en cualquierdisolvente aumenta al incrementar la presin del gas sobre el disolvente.Podemos entender el efecto de la presin sobre la solubilidad de un gas siconsideramos el equilibrio dinmico. Supongamos que tenemos una sustanciagaseosa distribuida entre las fases gaseosas y de disolucin. Cuando seestablece el equilibrio, la rapidez con que molculas del gas entran en ladisolucin es igual a la rapidez con que molculas del soluto escapan de ladisolucin para entrar en la fase gaseosa. Supongamos ahora que ejercemosuna presin adicional sobre el pistn y comprimimos el gas sobre la disolucin.Si redujimos el volumen a la mitad de su valor original, la presin del gas habraumentado a cerca del doble de su valor original. As, la frecuencia con quemolculas del gas chocan con la superficie para entrar en la fase de disolucinaumentar, y la solubilidad del gas en la disolucin aumentar hasta que sevuelva a establecer un equilibrio; es decir, la solubilidad aumenta hasta que larapidez con que las molculas del gas, entran en la disolucin, es igual a larapidez con que las molculas del soluto escapan del disolvente. Por tanto, lasolubilidad del gas aumenta en proporcin directa a su presin parcial sobre la


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disolucin. (Qumica la Ciencia Central - 9na Edicin - Theodore L. Brown,LeMay, Bursten&Burdge, pg.495).

Temperatura: la temperatura afecta la rapidez y grado de solubilidad. Alaumentar la temperatura se favorece el movimiento de las molculas en soluciny con ello su rpida difusin. Adems, una temperatura elevada hace que laenerga de las partculas del slido, molculas o iones sea alta y puedanabandonar con facilidad la superficie, disolvindose.http://solucionesj2p.blogspot.com/2008/09/factores-que-afectan-la-solubilidad.html.En el caso de los slidos:en general un aumento de la temperatura provocarun aumento de la solubilidad aunque existen casos donde la solubilidad sufre unapequea variacin e incluso casos donde al aumentar la temperatura la

solubilidad disminuye.En el caso de los gases:un aumento de la temperatura produce siempre unadisminucin de la solubilidad y vise-versa. Si se coloca en un recipiente unapequea cantidad de bebida gaseosa, al ser calentada, se observainmediatamente una efervescencia derivada del escape de gas (dixido decarbono) de la solucin. Si se calienta agua, esta pierde el aire disuelto en ella. http://img.rincondelvago.com/var/rdv-og.

Unidades de medida de la solubilidad

Las unidades de expresin para la solubilidad son variadas, en general seexpresa en g/l (gramos/litros).Ej.: La solubilidad de la sal comn (cloruro de sodio)es de 360 g/l en agua a 20C. http://img.rincondelvago.com/var/rdv-og.La concentracin de una disolucin se puede expresar cualitativa ocuantitativamente. Se emplean los trminos diluida y concentrada para describiruna disolucin cualitativamente. Una disolucin con una concentracinrelativamente baja de soluto se describe como diluida; una con una concentracinelevada se describe como concentrada. Usamos varias formas de expresar laconcentracin en trminos cuantitativos: porcentaje en masa, fraccin molar,molaridad y molalidad. (Qumica la Ciencia Central - 9na Edicin - Theodore L.Brown, LeMay, Bursten&Burdge, pg.497).

Molaridad= =

ir ci
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OBJETIVO GENERAL

Determinar la solubilidad de una sustancia a diferentes temperaturas tericas,tomando en cuenta el nmero de grupos a trabajar, para posteriormente realizaruna curva o grafica que represente aquellas distintas solubilidades de todos losgrupos.

OBJETIVOS ESPECFICOS

Formar una disolucin perfectamente saturada con sal comosoluto para poder obtener muy buenos resultados al final.

Lograr que la disolucin vuelva a quedar saturada a unatemperatura mucho mas elevada.

Obtener una temperatura experimental de solubilidad del slidomuy similar a la temperatura terica que se tiene en el laboratorio.

MATERIALES Y EQUIPOS

Capsula de porcelana


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Triangulo de porcelana

Pipeta

Mechero


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Pera para succionar

Termmetro

Malla


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Chispero

Vaso de precipitados

Agitador

Balanza


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Pinza para crisol

Anillo de calentamiento

Esptula

Sal ( KNO3 )


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PROCEDIMIENTO

1. Con la ayuda de balanza registrar el peso de una capsula de porcelanacomo M1 con incertidumbre de 0.1 g.

2. Verter, en un vaso de precipitacin de 100ml, un volumen de 10 ml deagua tomados con una pipeta. Luego agregar soluto (sal) poco a pocohasta conseguir una disolucin saturada, es decir hasta que ya no se

disuelva.

3. Tomar una aro de calentamiento y sujetarlo a un soporte universal, luegocolocar sobre ste un vaso de precipitados de 1000ml, el cual contendragua hasta las partes de su capacidad para un bao mara. Despusintroducir el vaso de precipitados que contiene la disolucin con la ayudade un tringulo de porcelana, de manera que la base del vaso pequeoquede sumergido dentro del lquido del vaso grande.

4. Con el uso de un mechero calentar el sistema hasta la temperatura tericaque se ha dado a cada grupo de trabajo. Controlar la llama del mecheropara que el bao mara se caliente a una temperatura uniforme. Tener untermmetro a la mano para controlar la temperatura.

5. Cuando el exceso de soluto que tena la disolucin se haya disuelto acausa de la temperatura agregar ms soluto (sal) agitndola hasta que sedisuelva la nueva porcin agregada, y contine as hasta que la disolucineste nuevamente saturada, es decir, cuando haya un exceso que ya no sedisuelve, y se llegue a la temperatura estimada (temperatura terica).

6. Luego, apagar el mechero por el momento y retirar el vaso de precipitacinque contiene la disolucin. Agitar para comprobar que el exceso ya no sedisuelve y registrar la temperatura experimental que se obtuvo con una

incertidumbre de C.

7. Verter la disolucin en la capsula de evaporacin que se pesanteriormente sin el exceso (sin la parte solida) para luego pesar dichoconjunto y obtener M2.


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8. Encender nuevamente el mechero, retirar el vaso de precipitados de 1000ml y calentar la capsula de evaporacin, la cual contiene el solvente, hasta

que se evapore y observar que se forme un slido blanco. Realizar esteproceso con una llama suave.

9. Una vez que haya fundido el slido apagar el mechero y con la ayuda deuna pinza ara crisol tomar la capsula de porcelana, que contiene el slido,y pesar dicho conjunto. Anotar como M3.

10. Con la ayuda de las respectivas formulas calcular los resultados finales apartir de todos los datos tomados y registrarlos en el cuadro de generalque se tiene en el laboratorio.

11. Anotar dichos resultados en el cuadro general para luego con losresultados de todos los grupos realizar una curva de solubilidad en un

grfico temperatura (C) vs. Solubilidad correspondiente en g/100g deagua.

RESULTADOS

Tabla de datos registrados y temperatura terica

(M1) masa de la capsula 25.6 0.1 g

(M2) masa de capsula con solucin 39.6 0.1 g

(M3) Masa de capsula con soluto 35.7 0.1 g

Temperatura terica( pedida) 55 C


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Tabla de resultados finales

Masa del soluto 7.5 g

Masa del solvente 7.7 g

Masa de soluto por 100 g de solvente 97.5 g/100g H2O

Temperatura experimental 56 C

Clculo de masa del soluto

M3M1 = 32.5 g25.6 g = 6.9 g

Clculo de masa del solvente

M2M3 = 39.6 g32.5 g = 7.1 g

Clculo de la masa del soluto por 100 g de solvente

masa del solutomasa del solvente

= X g de soluto100 g de solvente

6.9

7.1 g=

X g de soluto

100 g de solvente

(6.9 g)(100 g) = (7.1 g) (x g de soluto)

690 2 = 7.1( X g de soluto)

X g de soluto =690 2

7.1 g

X g de soluto = 97.5


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Cuadro de resultados general

GRUPOS TEMPERATURA(C) MASA DESOLUTO(g)

MASA DELSOLVENTE( g)

Masa de soluto por cada 100g de solvente ( g soluto/100g H2O)TEORICA EXPERIMENTAL

A 30 C 30 C 4.2 g 9.4 g 44.68

B 35 C 35 C 5.5 g 10 g 55.0

C 40 C 42 C 6.0 g 9.1 g 65.9

D 45 C 44C 6.3 g 8 g 78.75

E 50 C 48 C 6.8 g 7.6 g 89.4

F 55 C 56 C 6.9 g 7.1 g 97.51

G 60C 62 C 8.2 g 7.0 g 117.14

Tabla de g de soluto por cada 100 g de solvente entre las temperaturas20

C y 80

C

Temperatura (C) g de soluto por cada 100 g desolvente

20 C 23.25

25 C 34.35

30 C 44.68

35 C 55.0

40 C 65.9

45 C 78.75

50 C 89.4

55 C 97.5160 C 117.14

65 C 128.3

70 C 142.6

75 C 158.2

80 C 184.3


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Grficos

Grfico de solubilidad de todos los grupos (cuadro de resultados general)

Grafica de solubilidad de sal entre 20C y 80C


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Grafica de referencia de solubilidades

Cuadro de resultados generales en el laboratorio


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ANLISIS DE RESULTADOS

Podemos asegurar que el resultado obtenido en esta prctica fue muy bueno yaque nuestros datos, sobre todo el de la temperatura no se alej del rango que

tenamos como objetivo es decir 55 C.Nos mantuvimos dentro de ese intervalo de temperaturas, nuestro dato no llega la siguiente temperatura, pero tampoco baj hasta la anterior como se puedeapreciar en parte del cuadro de valores generales:

E 50 C 48 C 6.8 g 7.6 g 89.4

F 55 C 56 C 6.9 g 7.1 g 97.51

G 60C 62 C 8.2 g 7.0 g 117.14

Todo esto tambin se debe a los valores obtenidos directa e indirectamente comolas masas del soluto y solvente que se obtuvieron mediante una resta de masas.Esa aproximacin muy buena nos dio excelentes resultados.Nuestras disoluciones fueron muy bien saturadas, tanto a temperatura ambientecomo a una temperatura mucho ms alta lo que provoco tomar una temperatura

muy buena.Al momento de usar la frmula para el clculo de los g de soluto por cada 1oo gde solvente se tuvo mucha precaucin con la cuestin de redondear decimalesya que esto podra aproximar poco o mucho a la cantidad que se estimaba en lagrfica que se tena como referencia (grafica de solubilidad de varias sustancias)aunque fuese muy pequeo ese valor de error.Observando la curva de la solubilidad de la sal con la que se estaba trabajandopudimos verificar que nuestro valor obtenido en dicha ecuacin se asemejaba alvalor que se estimaba en la grfica.


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CONCLUSIONES

Por lo tanto, se aprendi que Al aumentar la temperatura se favorece elmovimiento de las molculas en solucin y con ello su rpida difusin.Adems, una temperatura elevada hace que la energa de las partculasdel slido o molculas sea alta y puedan abandonar con facilidad lasuperficie, disolvindose.

En consecuencia, al aumentar la superficie de contacto del soluto, la cualse favorece por disolucin del mismo, con el solvente, las interaccionessoluto-solvente aumentarn y el cuerpo se disuelve con mayor rapidez.

Por ende, Los procesos de disolucin son complejos y difciles de explicar.La caracterstica comn de todo proceso de disolucin es que la mezclade sustancias diferentes da lugar a varias fuerzas de atraccin y repulsincuyo resultado es la solucin.

RECOMENDACIONES

Se recomienda que al momento de crear una disolucin saturada con

soluto solido se proceda con mucho cuidado al momento de agregar

gramos de dicho soluto en el solvente, ya que si no se tiene una buena

intuicin del momento en el que ste ya no admite ms slido

cometeremos el error de sobresaturar la disolucin.

Se recomienda crear una curva sobre las distintas solubilidades que se

han obtenido, a diversas temperaturas de un slido en agua, en una

grfica Temperatura vs solubilidad ya que con esto podemos entender

mejor el concepto con el que se estamos trabajando.

Al momento de la toma de datos especialmente los valores de las masas,

as tambin como los que se obtienen a partir de operaciones

matemticas, proceder con mucha precisin para que los resultados

finales no se vean afectados.


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REFERENCIAS

Theodore L. Brown, LeMay, Bursten & Burdge, Libro Qumica, la CienciaCentral - 9na Edicin. ISBM 970-26-0468-0. pg. 492, 495, 497.

(Raymond Chang Qumica, 9na Edicin, ISBM 978-970-10-611-4,pg.504).

Manual de prcticas de Qumica General 1, Edicin 2015, ESPOL.

Internet:

https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Solubilidad&action=edit" >.

http://img.rincondelvago.com/var/rdv-og.

http://solucionesj2p.blogspot.com/2008/09/factores-que-afectan-la-solubilidad.

ANEXOS

1. Por qu el grado de agitacin tambin afecta la solubilidad?

R//. Porque al disolverse el slido, las partculas del mismo deben difundirse portoda la masa del solvente. Este proceso es lento y alrededor del cristal se forma

una capa de disolucin muy concentrada que dificulta la continuacin del

proceso; al agitar la solucin se logra la separacin de la capa y nuevas

molculas de solvente alcanzan la superficie del slido.

2. Por qu hay sustancias muy solubles y otras que prcticamente no sedisuelven?

R//.La razn tiene que ver con la naturaleza de las partculas que forman lassustancias: una partcula de mrmol es diferente de una de sal comn, y, por

tanto, interacciona de forma diferente con las partculas de agua. En un caso se
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mezclan homogneamente, dando lugar a una disolucin, y en el otro no,

quedando las partculas sin mezclar y la sustancia sin disolver, formndose una

mezcla heterognea.

3.Cmo afecta la temperatura a la solubilidad de los slidos?

R//. La solubilidad de la mayor parte de los solutos slidos en agua aumenta alincrementarse la temperatura de la disolucin. Sin embargo, hay unas cuantasexcepciones a esta regla, como por ejemplo el Ce2 (SO4)3, cuya curva desolubilidad tiende hacia abajo al aumentar la temperatura.

4. Cmo afecta la temperatura a la solubilidad de los gases?

R//.La solubilidad de los gases en agua por lo general disminuye al aumentar latemperatura. Cuando se calienta agua en un recipiente, se pueden ver las

burbujas de aire que se forman en las paredes del recipiente antes de que

hierva el agua. A medida que aumenta la temperatura, las molculas de aire

disuelto "salen" de la disolucin incluso antes de que el agua misma hierva.

5. Cmo afecta la presin a la solubilidad de un slido, lquido y gas?

R//. Las solubilidades de los slidos y lquidos no acusan un efecto apreciablede la presin, mientras que la solubilidad de un gas en cualquier disolventeaumenta al incrementar la presin del gas sobre el disolvente.


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Anexos


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