Práctica 2. Determinación de concentraciones y las diversas maneras de expresarlas. Primera parte: tres ácidos distintos.

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1 Equipo: Nombre: Nombre: Nombre: Práctica 2. Determinación de concentraciones y las diversas maneras de expresarlas. Primera parte: tres ácidos distintos. Problema y preguntas a responder: Qué procedimiento se debe realizar para conocer la concentración exacta de una disolución? Determinar la concentración exacta de disoluciones de tres diferentes ácidos: clorhídrico, sulfúrico y cítrico, expresándola como molaridad, normalidad y porciento (m/v). Tarea previa 1. Completar y balancear cada una de las siguientes reacciones de neutralización: a) HCl + NaOH b) H 2 SO 4 + NaOH c) H 3 Cit + NaOH 2. Dibujar la estructura de Lewis de cada uno de los tres ácidos HCl H 2 SO 4 H 3 Cit 3. Cuántos moles de iones H + libera un mol de cada uno de estos ácidos? Moles de H + del HCl: Moles de H + del H 3 Cit: Moles de H + del H 2 SO 4 : 4. Qué es una alícuota? 5. Investiga los posibles efectos dañinos a la salud o al medio ambiente, de las sales de los ácidos utilizados en esta práctica. Registra tu fuente de información.

2 6. Qué volumen (ml) de NaOH 0.1 mol/l se requieren para neutralizar 10mL de HCl 0.1 mol/l? 7. Qué volumen (ml) de NaOH 0.1 mol/l se requieren para neutralizar todos los protones en 10mL de H 2 SO mol/l? 8. Qué volumen (ml) de NaOH 0.1 mol/l se requieren para neutralizar todos los protones en 10mL de H 3 Cit 0.1 mol/l? 9. Cómo se definen las concentraciones % m/m, %v/v y % m/v? a) %m/m: b) %v/v: c) %m/v: 10. Cuál es la concentración en % m/v de una solución de HCl al 37% m/m cuya d=1.18g/ml?

3 11. Una disolución que contiene 30 gramos de HCl por cada 100 gramos de disolución es 30% m/m ó 30% p/p? Justifica tu respuesta 12. Cuál es la concentración en % m/v de una disolución 2 mol/l de HCl? Introducción Se dice que una disolución es 1 M (mol/l) cuando contiene un mol de soluto en un litro de disolución, sin importar la naturaleza del soluto. En cambio se dice que una disolución es 1 N si ésta contiene un equivalente de soluto en un litro de disolución. En el caso de los ácidos, un mol de ácido puede tener una o más moles de hidrógenos ácidos que pueden reaccionar. Así, una solución 1M de un ácido como el sulfúrico, contiene un mol de moléculas de H 2 SO 4 y dos moles de átomos de hidrógeno, o dos equivalentes de partículas H + que se neutralizarán en una reacción ácido-base. Para este ácido, decimos entonces que esa solución 1 M es 2 N. Nota: Actualmente la molaridad se conoce como concentración de cantidad; se refiere a la cantidad de un componente dividido entre el volumen de la mezcla, también se conoce como concentración de cantidad de sustancia o concentración de sustancia. Las unidades son mol/dm 3 o mol/l. Para mayor información consulta: Material por equipo 1 bureta con pinzas 3 matraces Erlenmeyer de 125 ml 2 Pipetas volumétricas de 10mL Reactivos 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 H 2 SO 4 0.1M preparada la sesión anterior. 50 ml de solución de H 3 Cit 0.1M preparada la sesión anterior. Solución de fenolftaleína (indicador) Procedimiento 1. Titular independientemente tres alícuotas de 10 ml de HCl con el NaOH valorado previamente. Usar dos gotas de solución de fenolftaleína como indicador. Registrar los datos en la Tabla 1 (junto con la reacción completa y balanceada) Completar la tabla realizando los cálculos necesarios para conocer la concentración exacta del HCl en molaridad, normalidad y % m/v.

4 2. Titular independientemente tres alícuotas de 10 ml de H 2 SO 4 con el NaOH valorado previamente. Usar dos gotas de solución de fenolftaleína como indicador. Registrar los datos en Tabla 2 (junto con la reacción completa y balanceada) Completar la tabla realizando los cálculos necesarios para conocer la concentración exacta del H 2 SO 4 en molaridad, normalidad y % m/v. 3. Titular independientemente tres alícuotas de 10 ml de H 3 Cit con el NaOH valorado previamente. Usar dos gotas de solución de fenolftaleína como indicador. Registrar los datos en Tabla 3, (junto con la reacción completa y balanceada) Completar la tabla realizando los cálculos necesarios para conocer la concentración exacta del H 3 Cit en molaridad, normalidad y % m/v. Tratamiento de los residuos. OJO: Las muestras valoradas pueden desecharse en el drenaje, así como el ácido cítrico sobrante. El resto de las soluciones deben neutralizarse, antes de verterlas al drenaje. Observaciones Resultados Tabla 1. Normalización de HCl Concentración del NaOH empleado como titulante: Volumen de la alícuota: Reacción: HCl (ac) + NaOH (ac) Alícuota vol. NaOH Cantidad de Relación Cantidad de HCl Concentración del HCl consumido (ml) NaOH (moles) estequiométrica en la alícuota (moles) Molar Normal %m/v Promedio: Escribe un ejemplo de cada una de las operaciones que llevaste a cabo para completar las columnas de la tabla.

5 Tabla 2. Normalización de H 2 SO 4 Concentración del NaOH empleado como titulante: Volumen de la alícuota: Reacción: H 2 SO 4(ac) + NaOH (ac) Alícuota vol. NaOH consumido (ml) Cantidad de NaOH (moles) Relación estequiométrica Cantidad de H 2 SO 4 en la alícuota (moles) Concentración del H 2 SO 4 Molar Normal %m/v Promedio: Escribe un ejemplo de cada una de las operaciones que llevaste a cabo para completar las columnas de la tabla. Tabla 3. Normalización de H 3 Cit Concentración del NaOH empleado como titulante: Volumen de la alícuota: Reacción H 3 Cit (ac) + NaOH (ac) Alícuota vol. NaOH Cantidad de Relación Cantidad de H 3 cit consumido (ml) NaOH (moles) estequiométrica en la alícuota (moles) Concentración del H 3 Cit Molar Normal %m/v Promedio: Escribe un ejemplo de cada una de las operaciones que llevaste a cabo para completar las columnas de la tabla.

6 Análisis de resultados 1. Determina el porcentaje de error obtenido para la concentración de cada ácido % HCl = % H2SO4 = % H3Cit = 2. Para cada ácido, Qué tan semejante es la molaridad promedio obtenida con respecto a la esperada? (utiliza el %error calculado para fundamentar tu respuesta) HCl H 2 SO 4 H 3 Cit 3. Determina la desviación estándar (σ) de la concentración de cada solución: σ HCl = σ H2SO4 = σ H3Cit = Análisis: Para cada ácido, Qué tan semejantes son entre sí los tres valores de molaridad obtenidos para cada alícuota? (utiliza la desviación estándar calculada para fundamentar tu respuesta) HCl

7 H 2 SO 4 H 3 Cit 4. A qué pueden atribuirse las diferencias de los valores obtenidos entre una alícuota y otra? 4. Si tuviera que repetirse la determinación, qué modificaciones deberían hacerse? Cuestionario final 1.- Si se tiene una disolución 0.1M de H 3 Cit y una disolución 0.1M de H 2 SO 4, Cuál de las dos disoluciones tiene mayor acidez total? Justifica tu respuesta anotando los cálculos que realices en el espacio asignado.

8 2.- Si se tiene una disolución 0.1N de H 3 Cit y una disolución 0.1N de H 2 SO 4, Cuál de las dos disoluciones tiene mayor acidez total? Justifica tu respuesta anotando los cálculos que realices en el espacio asignado. 3.- Qué volumen (ml) de NaOH 1M se necesita para neutralizar por completo 50mL de una disolución de ácido fosfórico (H 3 PO 4 ) 0.2M? 4.- Qué volumen (ml) de NaOH 1M se necesita para neutralizar por completo 50mL de una disolución de ácido fosfórico (H 3 PO 4 ) 0.2N? Conclusiones (Recuerda que las conclusiones se deben realizar respondiendo al problema planteado, enfatizando las observaciones más importantes)