PRACTICA DE LABORATORIO 2015 SEMANA 7 AGUA Y SOLUBILIDAD DE SUSTANCIAS QUÍMICAS Elaborado por: Licda. Lilian Judith Guzmán Melgar

Transcripción

1 UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE CIENCIAS MÉDICAS, CUM UNIDAD DIDÁCTICA DE QUÍMICA, PRIMER AÑO I. INTRODUCCIÓN PRACTICA DE LABORATORIO 2015 SEMANA 7 AGUA Y SOLUBILIDAD DE SUSTANCIAS QUÍMICAS Elaborado por: Licda. Lilian Judith Guzmán Melgar El agua es llamado el solvente universal debido a que es el liquido que mas sustancias disuelve. Cuando disolvemos una sustancia (soluto) en otra sustancia (solvente) formamos una solución. Al disolver una cantidad dada de soluto en una cantidad dada de solvente se le denomina solubilidad. La solubilidad se ve afectada por varios factores y los principales son: a. Naturaleza del soluto y el solvente: De una forma muy general puede decirse que un soluto se disuelve en un solvente cuando ambos poseen la misma naturaleza: - soluto y solvente son polares - soluto y solvente son no polares b. Temperatura: A medida que se aumenta la temperatura, la solubilidad de un sólido en un líquido aumenta. Por ejemplo, el azúcar se disuelve más rápido en agua caliente que en agua fría. Cuando se disuelve un gas en un líquido y se aumenta la temperatura la solubilidad disminuye. Mientras que cuando se disminuye la temperatura de una solución de un gas en un liquido la solubilidad aumenta Por ejemplo: un agua gaseosa (solución de un gas en un liquido) al enfriar el agua gaseosa el CO 2 que es el soluto en estado gaseoso aumenta su solubilidad en el solvente, cuando el agua gaseosa pierde temperatura al dejarla a temperatura ambiente el CO 2 disminuye su solubilidad en el liquido. c. Presión: La solubilidad de un gas en un líquido aumenta al aumentar la presión del gas sobre el solvente. Si se disminuye la presión la solubilidad de un gas en un liquido también disminuye. Este efecto no es notable para la solubilidad de las soluciones de sólidos en líquidos. Mezclas a. Homogéneas: Son mezclas de dos o más sustancias que presentan una fase. Las soluciones son mezclas homogéneas. b. Heterogéneas: Las que presentan más de una fase, las suspensiones son un ejemplo Clasificación del agua De acuerdo a los componentes disueltos, el agua se clasifica así: agua dura y agua blanda. Agua dura: es el agua rica en sales minerales, siendo las sales más comunes: sulfatos, carbonatos, bicarbonatos, cloruros de calcio y magnesio. Agua blanda: es el agua con poco o ningún contenido de sales minerales. que resulta del procesamiento que se le realiza al agua dura para remover el exceso de sales minerales. 1/8

2 Densidad La densidad es una magnitud que relaciona la masa que posee un cuerpo con el volumen que ocupa. Es una propiedad específica de las distintas sustancias puras y permite distinguir unas de otras. La fórmula para obtenerla es: D= m/v En ésta práctica de laboratorio se observarán mezclas homogéneas y heterogéneas y los factores que afectan la solubilidad. Además se analizarán 3 muestras de agua para clasificarlas como dura o blanda y se tomará la densidad de soluciones. II. III. OBJETIVOS: 1. Identificar una mezcla homogénea y una heterogénea. 2. Comprobar los factores que afectan la solubilidad de las sustancias. 3. Identificar agua dura y blanda por medio de reacciones químicas. 4. Determinar la densidad de soluciones. MATERIAL (REACTIVOS Y EQUIPO) 1. Balanza 2. Hornilla eléctrica 3. Espátula 4. Papel parafinado 5. Baño de María 6. Pipeta 7. Bulbo para llenar pipetas 8. Balanza 9. AgNO 3 1% p/v 10. Na 2 CO 3 5% p/v 11. Cloroformo 12. Agua desmineralizada (agua blanda) 13. Agua dura 14. Agua destilada colocada en pisetas 15. NaOH 20 % p/v 16. Solución NaCl 4% 17. Solución NaCl 20% 18. Miel 19. trocitos de jabón de tocador DOVE *MATERIAL APORTADO POR LOS ESTUDIANTES 1. KIT DE LABORATORIO 2. 1 sobre de sal inglesa (MgSO 4 ) 3. 2 gramos de sal (NaCl) ml de aceite de cocina 5. Una muestra de agua (50mL) * 6. 1 agua gaseosa (Coca cola) en envase plástico a temperatura ambiente agua gaseosa (Coca Cola) en envase plástico fría (deberán traerla con hielo en una lonchera) globos (vejigas) del mismo tamaño 9. Cinta adhesiva (masking tape) * Deberá tomar la muestra del agua potable que llega a su casa en un frasco limpio. ++ Las dos deberán tener el mismo volumen y marca. 2/8

3 TUBO No IV. PROCEDIMIENTO 1. MEZCLA HOMOGÉNEA, HETEROGÉNEA Y NATURALEZA DE SOLUTO Y SOLVENTE En éste procedimiento determinará si las mezclas son homogéneas o heterogéneas. Además debe identificar la naturaleza de soluto y solvente (polar, no polaro iónico) y si las substancias son solubles e insolubles. a. Prepare 6 tubos de ensayo e identifíquelos como tubo # 1, 2, 3, 4, 5 y 6. b. Luego coloque en cada tubo lo que se le indica en el cuadro. NOTA: para agregar el soluto sólido * al tubo de ensayo utilice una espátula pequeña y tome una pequeña cantidad del mismo (lo que quede en el extremo de la espátula). 1 Agua 2 Agua 3 Agua 1 ml de 4 cloroformo 5 cloroformo 6 cloroformo NATURALEZAD ELSOLVENTE (polar o no polar) AGREGUE AGITAND O *Sal (NaCl) 6-8 gotas de aceite *Sal inglesa (MgSO 4 ) *Sal (NaCl) 6-8 gotas de aceite *Sal inglesa (MgSO 4 ) NATURALEZA DEL SOLUTO (polar, no polar o iónico) OBSERVACIÓN (Indique si se forma 1 o 2 fases) MEZCLA HOMOGENEA / MEZCLA HETEROGENEA SOLUBLE O INSOLUBLE 2. TEMPERATURA: En este procedimiento se observará como el aumento de la temperatura favorece la solubilidad de un soluto sólido en un líquido. Proceda de acuerdo al siguiente cuadro. TUBO 1 25 C * 2 60 C 5mL de H 2 O a AGREGUE 0.1 g de Sal Inglesa (MgSO 4 ) TIEMPO QUE TARDA EN SOLUBILIZARSE EN SEGUNDOS 3 85 C * use agua a temperatura ambiente. 3/8

4 3. PRESION En este procedimiento se observará el efecto de la presión sobre la solubilidad de un gas en un líquido. Al destapar ambas botellas la presión disminuirá provocando que el gas se libere al ambiente. Al no tener en el laboratorio ningún instrumento para medir este cambio de presión, se atrapará el CO 2 que se libera al ambiente por medio de los globos, los cuales se inflarán más o menos de acuerdo a la temperatura a la que se encuentre este gas disuelto en el agua mineral. a. Utilice un agua gaseosa (Coca Cola) a temperatura ambiente y otra fría (la que trajo en la lonchera con hielo). b. Destápelas al mismo tiempo e inmediatamente coloque un globo en la boca de cada una de ellas. Asegúrelas con masking-tape. c. Agítelas al mismo tiempo hacia la izquierda y la derecha durante 30 segundos.. NO DEBE INGRESAR AGUA AL GLOBO. Deje reposar por 3 minutos. Anote sus resultados AGUA GASEOSA (Coca-cola) A TEMPERATURA AMBIENTE OBSERVACIÓN Indique cuál de los globos se infló más. FRÍA 4. IDENTIFICACIÓN DE AGUA DURA Y BLANDA MEDIANTE LA DETERMINACIÓN DEL IÓN CLORURO (Cl - ), IÓN CALCIO (Ca +2 ) y ION MAGNESIO (Mg +2 ) Se procederá a identificar 4 muestras de agua para clasificarlas como AGUA DURA O BLANDA. Esto se realizará de manera cualitativa a través de las siguientes reacciones químicas por lo que se dirá que el agua es blanda cuando el resultado sea negativo para el ion Ca +2 y/o Mg +2 y se dirá que es dura cuando el resultado sea positivo para la presencia del ion Ca +2 y/o Mg +2. a. Detección del Ion Cl - Una solución de AgNO 3 al 1% p/v determina la presencia de Cl -,ion cloruro. De acuerdo a la siguiente reacción : Cl - + Ag + AgCl (s) MANIFESTACIÓN: TURBIDEZ b. D e t e c c Tubo No ml de AGUA DESMINERALIZADA DE LA CASA DURA # 1 AGREGUE, AGITE Y DEJE REPOSAR 2 gotas de AgNO 3 1% p/v Manifestación (turbidez o precipitado blanco) RESULTADO (+ / -) 4/8

5 ión del ion Ca +2 : Una solución de Na 2 CO 3 al 5% p/v determina la presencia de Ca +2, ion calcio. De acuerdo a la siguiente reacción. Ca +2 (ac) + CO 3-2 (ac) CaCO 3(s) MANIFESTACIÓN: TURBIDEZ Tubo No. 1 ml de AGUA 1 DESMINERALIZADA 2 DE LA CASA 3 DURA # 1 AGREGUE, AGITE Y DEJE REPOSAR 2 gotas de Na 2 CO 3 5% p/v Manifestación (turbidez o precipitado blanco) Resultado ( +/-) 4 DURA # 2 c. Detección de ion Mg +2 : Para determinar la presencia de ion Mg +2 se utilizará una solución de NaOH al 20 %. Se llevará a cabo la siguiente reacción: Mg OH - Mg(OH) 2 MANIFESTACIÓN:TURBIDEZ Tubo No. 1 1 ml de AGUA AGUA DESMINERALIZADA 2 AGUA DE LA CASA AGREGUE, AGITE Y DEJE REPOSAR 3 gotas de NaOH 5% p/v Manifestación (turbidez o precipitado blanco) SI / NO Resultado ( +/-) 3 DURA # 2 5/8

6 4.1 IDENTIFICACIÓN DE AGUA DURA Y BLANDA El criterio para clasificar la muestra de agua como AGUA DURA debe ser la presencia de Ca +2 y/o Mg +2. Y para clasificar un agua blanda es la ausencia ambos iones (Ca +2 y Mg +2 ). Proceda llenando el siguiente cuadro con los resultados obtenidos en el procedimiento 4 incisos a, b y c. MUESTRA DE AGUA a. DETECCIÓN DE IÓN CLORURO + /- b. DETECCIÓ N DE IÓN CALCIO + /- c. DETECCIÓ N DE IÓN MAGNESIO + /- AGUA DURA O BLANDA DESMINERALIZADA DE LA CASA DURA # 1 DURA # COMPROBACIÓN DE AGUA DURA POR LA PRODUCCIÓN DE ESPUMA Proceda de acuerdo al siguiente cuadro: Tubo AGREGAR 1 ml de 1 Agua desmineralizada 2 Agua de la Casa 3 Agua Dura # 1 4 Agua Dura # 2 AGREGUE UNA PEQUEÑA CANTIDAD DE JABÓN DOVE Y AGITE VIGOROSAMENTE FORMACIÓN DE ESPUMA SI o NO 5. DENSIDAD DE SOLUCIONES En este procedimiento se determinarán las densidades de distintas soluciones, midiendo el volumen y masa. El profesor le asignará a cada grupo UNA de las siguientes sustancias para que le determine su densidad: (De manera que todo el salón resuelva todas las densidades.) - NaCl 4%, - Miel - NaCl 20%, - Agua destilada 6/8

7 5.1 DENSIDAD DE SOLUCIONES 1. Tome el peso de un beacker vacío y seco: (Peso 1) 2. Con una pipeta mida 10 ml de la sustancia que le asignó su profesor y colóquelos en el beacker. 3. Llévelo a la balanza y obtenga el nuevo peso. Peso de beacker + sustancia: (peso 2) 4. Reste al peso 2 el peso 1: ésta será la masa de la sustancia. 5. Ya tiene el valor de VOLUMEN Y MASA. 6. Obtenga la Densidad de la solución (D= m/v):.. 7. Recolecte los datos de las otras sustancias con sus compañeros. 8. Investigue o averigüe con su profesor los valores correctos y analice su error si es que hubo. Al grupo que se le asigne miel o jarabe de maple debe seguir el siguiente procedimiento: DENSIDAD DE LA MIEL O JARABE DE MAPLE: 1. Tome el peso de la probeta limpia y seca (PESO 1) 2. Mida en la probeta 5 ml de miel de maple. 3. Llévela a la balanza y obtenga el nuevo peso Peso de probeta + miel de maple (PESO 2) 4. Reste el peso 2 del peso 1 : esta es la masa se la solución 5. Ya tiene el valor de VOLUMEN Y MASA. 6. Obtenga la Densidad de la solución (D= m/v):.. 7. Coloque el valor obtenido en la siguiente tabla SOLUCIÓN NaCl 4% p/v DENSIDAD A TEMPERATURA AMBIENTE NaCl 20% p/v Miel o jarabe de maple Agua Destilada V. ANÁLISIS DE RESULTADOS 7/8

8 VI. CONCLUSIONES VII. CUESTIONARIO 1. Aumento o disminuyo la solubilidad del MgSO 4 al aumentar la temperatura? 2. Se solubilizó el aceite en cloroformo? SI NO Por qué? 3. Según los resultados obtenidos Cómo se clasifica el agua de la casa? (Dura o blanda) 4. Al destapar las aguas gaseosas: a) La presión aumenta o disminuye dentro del envase? b) La solubilidad del CO 2 aumenta o disminuye? 5. Subraye Cuál de las siguientes soluciones presentó mayor densidad? a) NaCl 20% b) Agua destilada c) NaCl 4% d) Miel VIII. BIBLIOGRAFÍA 1. Sofía Tobías, Prácticas de Laboratorio 2014, Semana 7. Manual de Prácticas de Laboratorio de Química 2013, Unidad Didáctica de Química. Facultad de Ciencias Médicas, Universidad de San Carlos de Guatemala. 2. Timberlake, Karen C. Química: General, Orgánica y Biológica. Estructuras de la Vida. 4ª. Editorial Pearson Educación de México. México, /8