Práctica 3. Solubilidad

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1 Práctica 3. Solubilidad Revisaron: M. en C. Martha Magdalena Flores Leonar Dr. Víctor Manuel Ugalde Saldívar PREGUNTAS A RESPONDER AL FINAL DE LA PRÁCTICA La concentración es una propiedad intensiva o extensiva? Por qué? Por qué al aumentar la temperatura aumenta la solubilidad de una disolución de KNO 3? Problema 1 Las disoluciones A, B y C tienen la siguiente composición: La disolución A: g de KNO 3 en 1 ml de agua, La disolución B: g de KNO 3 en 2 ml de agua, La disolución C: g de KNO 3 en 5 ml de agua. A qué temperatura se inicia la cristalización en estas disoluciones? Cuestionario Previo 1. Investiga las siguientes definiciones: Soluto Disolvente Disolución 2. Qué características presentan las disoluciones no saturadas (o insaturadas), saturadas y sobresaturadas? 3. Qué diferencia existe entre propiedades extensivas e intensivas? Menciona tres ejemplos de propiedades intensivas. 4. Cómo se define la solubilidad? 5. Cómo afecta la temperatura a la solubilidad de una sal iónica? 6. Describe el fenómeno de cristalización. 7. Consultado la curva de solubilidad de NaNO 3, contesta las siguientes preguntas: a) Es posible disolver 80 g de NaNO 3 en 100 ml de H 2 O a 20 C? b) Esta disolución será saturada o insaturada? c) Es posible disolver 87.6 g de NaNO 3 en 100 ml de H 2 O a 20 C? d) Esta disolución será saturada o insaturada? e) Es posible disolver 95 g de NaNO 3 en 100 ml de H 2 O a 20 C? f) Esta disolución será saturada o sobresaturada? g) Cuántos gramos de NaNO 3 se pueden disolver en 50 ml de agua a 60 C? 1

2 160 Curva de solubilidad de NaNO Solubilidad (g/100 ml H 2 O) Temperatura ( C) 8. Investigua en la bibliografía si esta tendencia es igual para todas las sales. Menciona algunos ejemplos. Procedimiento experimental 1. Calienta 200 ml de agua de la llave en un vaso de precipitados, para un baño María. 2. Etiqueta por triplicado nueve tubos de ensaye como se indica en la tabla 2 y pesa directamente en cada uno de ellos la cantidad de KNO 3 indicada en la tabla 1. Nota: Evita que la sal se pegue a las paredes de los tubos. 3. Agrega al primer tubo de ensaye la cantidad de agua destilada indicada en la tabla 1. En caso de que se tenga algo de sal en las paredes arrástrala con el agua que agregarás. Si la sal no se disuelve fácilmente, pon el tubo de ensaye en el baño María; procura no sobrecalentarlo para evitar una evaporación significativa de agua que afecte la concentración de la disolución. 4. Introduce el termómetro en el tubo de ensaye procurando no moverlo y déjalo ahí hasta que determines la temperatura que se indica en el punto número Cuando la sal esté completamente disuelta, retira el tubo del baño María y enfríalo lentamente. Registra en la tabla 2 la temperatura en la cual aparecen los primeros cristales de la sal. 2

3 Nota: La aparición de los cristales es repentina, por lo que debe trabajar cómodamente para que la observación de los primeros cristales resulte lo más fácil posible. Si es necesario utiliza una lupa. 6. Procede de la misma forma con el resto de los tubos de ensaye. Enjuaga y seca el termómetro al terminar la medición. Tabla 1 Tubos A B C g KNO ml agua Tabla 2 Tubo Tubo Tubo T crist T crist T crist A A A B B B C C C Cuestionario 1 1. Considerando que a una temperatura dada la sal se disuelve completamente, calcula la concentración de las disoluciones A, B y C, en gramos de sal por cada mililitro de agua y en gramos de sal que se disuelven en 100 ml de agua. Registre sus resultados en la tabla 3. Obtén la T crist promedio para cada serie de tubos y colócala en la segunda columna. Tabla 3 Tubo T crist g KNO 3 ml agua A B C g KNO 3 / ml agua g KNO 3 en 100 ml de agua 2. Son similares las temperaturas de cristalización de las disoluciones A, B y C? 3

4 3. Por qué? Justifica tu respuesta considerando las concentraciones de las disoluciones A, B y C. 4. Qué propiedad de la materia relaciona los gramos de sustancia que se pueden disolver en un volmen de agua a una temperatura específica? 5. Esta propiedad es intensiva o extensiva? 6. Por qué? 7. A qué temperatura se inicia la cristalización en las disluciones A, B y C? Problema 2 Qué masa de nitrato de potasio se debe disolver en 1 ml de agua para que cristalice a las siguientes temperaturas: 25 ºC, 35 ºC y 45 ºC? Procedimiento experimental 1. Repite el procedimiento experimental utilizado en la sección anterior, pero utiliza ahora las cantidades de sal y de agua indicadas en la tabla 4. Registra tus resultados en la tabla 5. Tabla 4 Tubos A B C D E F G H g KNO ml agua

5 Tabla 5 Tubo Tubo Tubo T crist T crist T crist A A A B B B C C C D D D E E E F F F G G G H H H Cuestionario 2 1. Calcula la concentración de cada disolución en gramos de sal por mililitro de agua y en gramos de sal que se disuelven en 100 ml de agua. Registra tus resultados en la tabla 6. Tabla 6 Tubo T crist g KNO 3 ml agua A B C D E F G H g KNO 3 / ml agua g KNO 3 en 100 ml de agua 2. Traza una gráfica de solubilidad (g KNO 3 en 100 ml de agua) (ordenadas, eje y) en función de la temperatura (ºC) (abscisas, eje x); el gráfico debe ocupar la mayor parte del tamaño de la hoja de papel milimetrado. 3. Qué efecto tiene en los resultados la sal pegada al tubo que no se disuelve? 4. Cómo varía la solubilidad en función de la temperatura? 5

6 5. Por qué se recomienda no sacar el termómetro del tubo hasta que se haya registrado la temperatura de cristalización? 6. Cómo determinas la temperatura de cristalización de una disolución de KNO 3 si conoces su concentración? 7. Analiza la gráfica y determina la temperatura de cristalización para las siguientes disoluciones: Disolución g KNO 3 ml agua Concentración (g KNO 3 / ml agua) T (ºC) de cristalización 8. Es posible preparar una disolución de KNO 3 40 % (m/m) a temperatura ambiente? 9. Por qué? 10. Consulta la gráfica obtenida y contesta las siguientes preguntas: a) Qué cantidad de KNO 3 se deben mezclar con 100 ml de agua a 20 C, para tener una disolución no saturada (insaturada)? b) Qué cantidad de KNO 3 se deben mezclar con 100 ml de agua a 20 C, para tener una disolución saturada? c) Si se mezclan 50 g de KNO 3 con 100 ml de agua a 20 C Qué se necesita hacer para preparar una disolución sobresaturada? 6