PRÁCTICO 3: SOLUCIONES

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1 Curso de Laboratorio Página: 1/6 DEPARTAMENTO ESTRELLA CAMPOS PRÁCTICO 3: SOLUCIONES Bibliografía: Química, La Ciencia Central, T.L. Brown, H.E.LeMay, Jr., B.Bursten; Ed. Prentice-Hall Hispanoamericana, México, 7 a Edición, 1998, págs OBJETIVOS 1.1 Ejemplificar la preparación de soluciones acuosas por disolución de un soluto en un solvente dado y por dilución de soluciones de mayor concentración. 1.2 Determinar la concentración de una de las soluciones preparadas, utilizando una reacción de valoración ácido-base. 1.3 Ejemplificar diferentes formas de expresar la concentración de soluciones y ejercitar en la realización de los cálculos relacionados. 2- CONCEPTOS PREVIOS En la bibliografía indicada, se desarrollan los temas de soluciones y de las formas de expresar la concentración de las mismas. Las experiencias 3.1, 3.2, y 3.3 se relacionan con esa temática. Existen muchas formas de determinar la concentración de una solución, una de las cuales se ilustra en el experimento 3.4. Por ejemplo, a esos efectos es posible hacer reaccionar la solución de concentración desconocida con otra de concentración exactamente conocida (llamada solución patrón ). Una técnica ampliamente utilizada consiste en el agregado de la solución patrón sobre la solución de concentración desconocida (solución a valorar) hasta que la cantidad de ambos reactivos sea la estequiométrica. En el experimento 3.4 se valorará una solución de HCl aproximadamente 2% con una solución de NaOH de concentración conocida. La reacción de valoración se puede describir por alguna de las ecuaciones ácido-base siguientes: NaOH (ac) + HCl (ac) NaCl (ac) + H 2 O (l) OH - (ac) + H + (ac) H 2 O (l) Esta reacción es prácticamente completa o cuantitativa (K 298 = ).

2 Página: 2/6 Para realizar la valoración se agrega al sistema un reactivo auxiliar llamado indicador, el cual cambia (vira) el color de la solución cuando la cantidad de solución patrón agregada es la estequiométrica para la cantidad de sustancia a determinar. En este práctico se utilizará fenolftaleína como indicador. La fenolftaleína es incolora en soluciones ácidas y rosada en soluciones básicas. Cuando por agregado de la solución de NaOH, la solución de HCl vire de incolora a rosada, se habrá alcanzado el punto final de la valoración. En ese punto, el número de moles de NaOH agregados será igual al número de moles de HCl presentes en la solución de concentración desconocida, ya que en la ecuación igualada se ve que cada mol de NaOH reacciona con un mol de HCl. 3- PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 3.1 Preparación de 50mL de una solución acuosa de NiSO 4 50 g/l a partir de NiSO 4 6H 2 O(s) Calcular la masa de NiSO 4 6H 2 O necesaria para preparar 50 ml de una solución 50 g/l en NiSO 4. Pesar la cantidad de NiSO 4 6H 2 O calculada y colocarla en un erlenmeyer de 125 ml. Agregar 50 ml de H 2 O medidos en probeta, agitando hasta disolución completa. Nota.- Al proceder como se indica en la técnica, se está realizando una aproximación: se está considerando que el volumen de solución es igual al volumen del disolvente. 3.2 Preparación de 50 ml de una solución de NiSO 4 10 g/l por dilución de una solución más concentrada (solución madre) Calcular el volumen de la solución de NiSO 4 50 g/l necesario para preparar 50,0 ml de una solución 10g/L en NiSO 4. Colocar el volumen calculado en un erlenmeyer de 125 ml. Calcular el volumen de agua para completar 50mL (medido en probeta) y agregarlo. Agitar para homogeneizar. Nota.- Aquí también se está realizando una aproximación: se está considerando que el volumen de la solución de menor concentración es igual al volumen de la solución madre más el volumen de agua agregado para efectuar la dilución. En otras palabras, se está suponiendo que los volúmenes son aditivos. Esto no es cierto en muchos casos. 3.3 Preparación de 50 ml de una solución de HCl 2% por dilución de una solución más concentrada (solución madre) Empleando un densímetro adecuado, determinar la densidad de la solución madre y registrar la temperatura a la que se realiza la determinación. Utilizando un gráfico de densidad vs. concentración de soluciones de HCl a una temperatura dada (elaborado por la Cátedra), determinar la concentración de la solución madre.

3 Página: 3/6 Utilizando el gráfico anterior, determinar la densidad de la solución a preparar (2%). Con estos datos, calcular el volumen de solución madre a diluir para obtener 50 ml de HCl 2%. Medir el volumen calculado de la solución madre en una probeta de 50 ml. Llevar a 50 ml con agua destilada y homogeneizar la solución. Concentración / % Concentración vs. densidad de ácido clorhídrico a 20 C 1,00 1,01 1,02 1,03 1,04 1,05 1,06 1,07 1,08 D ensidad / g/m L 3.4 Determinación de la concentración de la solución de HCl 2% por valoración ácidobase Transferir 5,00 ml, medidos con pipeta aforada, de la solución de HCl preparada en el ítem anterior a un erlenmeyer de 125 ml. Agregar 20 ml de agua y 3 gotas de fenolftaleína. Llenar la bureta con la solución de NaOH de concentración conocida (patrón) y enrasar la bureta. Agitando constantemente, agregar, en forma lenta y uniforme, la solución patrón de NaOH sobre la solución de HCl hasta que la solución adopte una coloración rosada persistente por más de 30 segundos. Leer y anotar el volumen de NaOH vertido. Calcular la concentración de la solución de HCl expresándola en molaridad y compararla con la molaridad de una solución al 2%.

4 Página: 4/6 3.5 Disposición de residuos Soluciones de NiSO 4 50 g/l y 10 g/l: diluir con agua y verter por la pileta con abundante agua. Solución contenida en erlenmeyer luego de la valoración: diluir con agua y verter por la pileta con abundante agua. Solución de HCl 2%: descartar en recipiente rotulado como Descarte de residuos ácidos. Para descartar, diluir con agua en relación 1:5 y neutralizar hasta ph 6-8 añadiendo lentamente solución de NaOH. La solución que resulta se diluye con agua y se vierte por la pileta. Dejar correr agua. Solución de NaOH: descartar en recipiente rotulado como NaOH para descartar. Para descartar diluir la solución con agua en relación 1:5 y neutralizar hasta ph 6-8 añadiendo lentamente una solución ácida. La solución que resulta se diluye con agua y se vierte por la pileta. Dejar correr agua. Nota: Dadas las características de los residuos ácidos y básicos de esta práctica es posible neutralizar uno con el otro.

5 Página: 5/6 INFORME PRÁCTICO 3: SOLUCIONES FECHA: GRUPO: INTEGRANTES: DATOS, CÁLCULOS Y RESULTADOS Preparación de 50 ml de una solución de NiSO 4 50 g/l a partir de la sal Masa calculada de NiSO 4 6H 2 O: g Masa pesada de NiSO 4 6H 2 O: g Concentración de la solución: g/l Preparación de 50 ml de una solución de NiSO 4 10 g/l a partir de una solución más concentrada Masa de NiSO 4 en 50mL de la solución 10 g/l a obtener: g Volumen de la solución madre: ml Volumen de la solución obtenida: ml Concentración de la solución obtenida: g/l Indique qué diferencia observa entre ambas soluciones de NiSO 4 preparadas (50 g/l y 10 g/l). Explique su observación.

6 Página: 6/6 Preparación de 50 ml de una solución de HCl 2% por dilución de una solución más concentrada Densidad de la solución madre: g/ml Temperatura: C Concentración de la solución madre: % Concentración de la solución madre: g/l Densidad de la solución a preparar (2%): g/ml Masa de soluto en 50 ml de la solución 2% a preparar: g Volumen de la solución madre: ml Molaridad aproximada de la solución obtenida: M Determinación de la concentración de la solución de HCl 2% por valoración ácido-base Ecuación de la reacción de valoración: Volumen de solución de HCl valorado: ml Concentración de la solución de NaOH patrón: M Volunen de la solución patrón utilizado (gasto): ml Moles de NaOH gastados: Moles de HCl valorados: Concentración de la solución: [HCl]: M