PRACTICA SOLUCIONES

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Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería y 
Ciencias Sociales y Administrativas
Practica N° 7
SOLUCIONES
Equipo N° 2
Secuencia: 1IV26.
Alumnos:
 Química Aplicada.
Profesor: León Felipe Mota Tapia.
Fecha de Realización: 11de febrero del 2015
 Fecha de Entrega: 18 de febrero del 2015
OBJETIVOS
· Preparar soluciones de concentración requerida, a partir de especificaciones de reactivos de alta pureza.
· Valorar una solución acida por medio de titulación, aplicando el principio de equivalencia.
· Titular una solución básica a partir de la solución valorada.
MARCO TEÓRICO.
Las soluciones son sistemas homogéneosformados básicamente por dos componentes. Solvente y Soluto. El segundo se encuentra en menor proporción. La masa total de la solución es la suma de la masa de soluto mas la masa de solvente.
Las soluciones químicas pueden tener cualquier estado físico. Las más comunes son las líquidas, en donde el soluto es un sólido agregado al solvente líquido. Generalmente agua en la mayoría de los ejemplos. También hay soluciones gaseosas, o de gases en líquidos, como el oxígeno en agua. Las aleaciones son un ejemplo de soluciones de sólidos en sólidos.
La capacidad que tiene un soluto de disolverse en un solvente depende mucho de la temperatura y de las propiedades químicas de ambos.
CONCENTRACION:
La concentración es la relación que existe entre la cantidad de soluto y la cantidad de solución o de solvente. Esta relación se puede expresar de muchas formas distintas. Una de ellas se refiere a los porcentajes.
Porcentaje masa en masa o peso en peso, (%m/m).
Porcentaje masa en volumen (%m/v):
Porcentaje volumen en volumen (%v/v): 
% = (masa del soluto / masa de la solución) x100
Esta fórmula del % aplica tanto para el peso peso como para masa volumen y volumen volumen. 
MOLARIDAD (M)
Se define como la cantidad de sustancia de soluto, expresada en moles, contenida en un cierto volumen de disolución, expresado en litros, es decir:
Molaridad = moles de soluto / litros de solución
M = mol soluto / L solución
NORMALIDAD (N)
Es la cantidad de equivalentes químicos de soluto por cada litro de solución.  La definición de equivalentes de soluto depende del tipo de reacción que ocurre.  Para reacciones entre ácidos y bases, el equivalente es la masa de ácido o base que dona o acepta exactamente un mol de protones (iones de hidrógeno). 
Normalidad = equivalentes gramo de soluto / litros de solución
N = equivalentes g soluto / L solución
MOLALIDAD (m)
Es la cantidad de moles de soluto la cual expresa el número de moles de soluto por kilogramos de solvente utilizados en la preparación de la solución. 
Molalidad = moles de soluto / kilogramos de solvente
m = mol soluto /  kg  solvente
PESO EQUIVALENTE (Peq)
El peso equivalente de un elemento o sustancia es aquel peso que se combina químicamente con un equivalente de otro elemento o sustancia. El peso equivalente se puede calcular con la expresión general siguiente:
TITULACION DE UNA SUSTANCIA
La titulación es un método para determinar la cantidad de una sustancia presente en solución. Una solución de concentración conocida, llamada solución valorada, se agrega con una bureta a la solución que se analiza. En el caso ideal, la adición se detiene cuando se ha agregado la cantidad de reactivo determinada en función de un cambio de coloración en el caso de utilizar un indicador interno, y especificada por la siguiente ecuación de la titulación.
NA VA = NB VB
INDICADOR
un indicador es una sustancia que siendo ácidos o bases débiles al añadirse a una muestra sobre la que se desea realizar el análisis, se produce un cambio químico que es apreciable, generalmente, un cambio de color; esto ocurre porque estas sustancias sin ionizar tienen un color distinto que al ionizarse.
Indicadores: son colorantes cuyo color cambia según estén en contacto con un ácido o con una base. La variación de color se denomina viraje, para esto el indicador debe cambiar su estructura química al perder o aceptar un protón.
Este cambio en el indicador se produce debido a que durante el análisis se lleva a cabo un cambio en las condiciones de la muestra e indica el punto final de la valoración. El funcionamiento y la razón de este cambio varían mucho según el tipo de valoración y el indicador. El indicador más usado es el Indicador de pH que detecta el cambio del pH. Por ejemplo, la fenolftaleína y el azul de metileno.
PUNTO EQUIVALENTE
El punto de equivalencia, o punto estequiométrico, de una reacción química es el punto en el que un valorante añadido es estequiométricamente igual al número de moles de sustancia presente en la muestra: la menor cantidad de reactivo de valoración que es suficiente para neutralizar totalmente o reaccionar. En algunos casos hay múltiples puntos de equivalencia que son múltiplos del primer punto equivalente, como en la valoración de un ácido diprótico.
	
MATERIAL EQUIPO Y SUSTANCIAS
Material
2 Matraces aforados de 100 mL
3 Matraces Erlenmeyer de 250 mL
1 Vaso de precipitados de 250 mL
 2 Buretas de 25 a 50 mL
1 Pipeta volumetrica de 10 mL
1 Embudo
1 Soporte 
2 Pinzas para bureta 
________________________________________________________________________________
1 Balanza
1 Vidrio de reloj
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
REACTIVOS
HCL concentrado
NaOH de alta pureza
Fenolftaleina
________________________________________________________________________________
Na2CO3 anhidro
 (
1.
- 
P
reparación de la solución
 A
cida. Diagrama Experimental
.
) (
Agregaremos lentamente agua destilada 
) (
Al matraz hasta que la parte inferior del menisco toque el aforo o marca.
) (
Taparemos el matraz y agitaremos la solución, observaremos lo que sucede.
) (
Ya que calculamos el volumen lo colocamos en un matraz Aforado de 100 ml
) (
Calcular el Volumen del reactivo HCI. 
Para preparar 100 ml de solución.
) (
Identificación del Equipo para el Experimento.
)
 (
Daremos por terminado el experimento.
)
 (
2
.
- 
P
reparación de la 
solución Básica
. Diagrama Experimental
.
) (
Calcularemos la Cantidad necesaria de NaOH
) (
Tapar el matraz y agitar la solución. Observar lo que sucede. 
Terminar el experimento.
) (
Teniendo cuidado de lavar bien el embudo y el vidrio para evitar residuos de NaOH
) (
Tomaremos un matraz aforado y lo llenaremos de agua hasta el aforo.
) (
Tomar un vidrio de reloj y poner cierta cantidad de NaOh
) (
Pesar la cantidad de NaOH que pusimos en el vidrio de reloj.
) (
Calcularemos la Cantidad necesaria de NaOH
) (
Prepararemos 100 ml de Solución. 
Para del reactivo de alta pureza
) (
Identificación del Equipo
 del Experimento
.
)
 (
3
.
- 
V
aloración de la Solución Acida
. Diagrama Experimental
.
) (
Daremos por terminado este experimento y lavaremos el material.
) (
Anotaremos las observaciones y tomaremos el volumen de cada muestra.
) (
Iremos agregando el HCl a cada muestra hasta obtener el cambio de coloración de amarillo a canela.
) (
Titularemos cada una de las muestras con el HCl que obtuvimos en el exp. 1
) (
A cada matraz le agregaremos 3 gotas de anaranjado de metilo como un indicador.
) (
A cada matraz le agregaremos de poco a poco 20 ml de agua destilada, diluyendo el 
) (
Tomaremos 3 matraz Erlenmeyer
, y en cada uno de ellos
 pondremos una mezcla
 de 
) (
Pesar 3 muestras de 0,3 g de 
 (anhidro)
) (
Identificación del Equipo del Experimento
)
 (
4
.
- 
V
aloración de la Solución Básica
. Diagrama Experimental
.
) (
Daremos por terminado el experimento.
) (
Anotaremos las observaciones 
) (
Hasta que obtengamos el vire de rojo a purpura a incoloro
) (
Titular cada solución básica con el HCl que está dentro una bureta.
) (
A cada matraz.
) (
Colocaremos 20 ml de solución de NaOH que está
 en matraces E
rlenmeyer
) (
Agregar 3 gotas de fenolftaleína como un indicador.
) (
Identificación del Equipodel Experimento.
)
CUESTIONARIO
1. Definir los siguientes conceptos: Molaridad, Normalidad, % peso y % mol.
Molaridad: Unidad química para expresar la  concentración. Concentración de una solución en moles de soluto por litro de solución. Se representa con M.
Molalidad: (m) es el número de moles de una sustancia por kilogramo de disolvente (no disolución). A diferencia de la molaridad, la molalidad es independiente de la temperatura. La molaridad cambia con la temperatura porque el volumen de una disolución normalmente aumenta cuando se calienta.
Normalidad: Unidad química para expresar la  concentración. Concentración de una solución en Nº de equivalentes gramo de soluto por litro de solución. Se representa con N.
% peso: es el porcentaje que se refiere al soluto o la den componente que integra al total conrespecto a la cantidad total.
%- mol: es la relación percentil que existe entre el número de moles con respecto a los moles totales del compuesto.
2. ¿Cuál el significado de los siguientes términos? Parte alícuota, valoración, indicador, solución acida, solución básica y punto equivalente.
Parte alícuota, valoración, indicador, solución acida, solución básica y puto equivalente.
Parte alícuota: es una parte o cantidad de solución requerida para preparar una nueva.
Valoración: Es el proceso mediante el cual se estudia una solución para determinar qué tipo de sustancia se trata.
Indicador: son sustancias que sirven para identificar alguna característica de un líquido; dando parte con esta a la interpretación si se trata de un ácido u una base es una sustancia que a través que tiene cierto color cuando la concentración es ácida o básica.
Solución ácida: son sustancias que se disuelven en agua para formar iones H+
Solución básica: son sustancias que al disolverse producen iones OH-
Punto equivalente: es el punto en el que se ha añadido la cantidad suficiente para que reaccione con otro.
3. Determinar M,N m, %m y %mol de HCl concentrado original.
	
4. Determine el volumen de HCl concentrado que fue necesario para la preparación de 100 ml de la solución de 0,5 N de HCl
5. Determine la masa del NaOH que se requirió para preparar 100 ml de la solución 0,5 M de NaOH
6. Determine la N exacta de la solución de HCl que valoro.
7. Determine la normalidad exacta de la solución básica que valoro.
8. Resolver los siguientes problemas.
a) ¿Cuántos equivalentes – gramo de existen en:
i) 2 ml de 15 N
ii) 50 ml de 0,25 N
 B) Calcular el volumen de concentrado de densidad 1,19 g/ml y 93% en peso que se necesita para preparar 500 ml de solución 3N.
 c) Calcular el volumen de HCl concentrado con densidad 1,19 g/ml y 38% en peso de HCl que se necesita para preparar 18 L de ácido 0,002 N
 (
PM
 HNO
3=
63g/mol
) d) Determinar el volumen de HNO3 diluido con densidad 1,11 g/ml y 19% peso de HNO3 que pueda prepararse diluyendo con agua a partir de 50 ml de ácido concentrado con densidad 1,42 g/ml y 68% peso de HNO3. Además calcular las molaridades y molalidades del ácido concentrado y diluido.
.071KG --------100%
X=.04828KG-------68% g
PARA EL CONTENDOR 1, AL HACER LA COMBINACION 
48.28 gr. 19%
X = 524.10gr 100 %
Calculo de molaridad y molalidad de la solución concentrada y diluida.
 (
Masa H
2
o= 71g – 48.28g=22.72g
)Solución concentrada
 (
PM= 48.28
g
/63
g/mol
=0.7663
)
Solución diluida
 (
Masa H
2
o= 254.10g – 48.28g=205.82g
)
CONCLUSIONES 
Al realizar los diferentes experimentos de la práctica de soluciones, previamente hicimos los cálculos para saber cuánta era la cantidad necesaria de volumen o peso que se necesitaba para realizar cada experimento. Durante los cálculos previos a la práctica, es decir, al calcular volúmenes y gramos no hubo mayor problema ya que trabajamos con valores que ya estaban establecidos, y las formulas fueron aplicadas de manera correcta.
Al determinar la Normalidad con base en la formula N HCl= (m Na2CO3)/(V HCl (PE Na2CO3)), obtuvimos un valor de 5.3, y no de 5 como debió haber sido. El equipo llego a la conclusión de que, este valor (5.3) se debió a dos posibles cosas, primero, consideramos que existió un error al momento de pesar el Hidróxido de Sodio (NaOh), y este no fue tan exacto. También se piensa que al momento de hacer las titulaciones, los datos de volumen no fueron registrados de la manera correcta, ya que algunas gotas se pudieron escapar o la medición no fue la mejor.
El equipo se pudo percatar que la concentración de una solución depende muy directamente de los factores de molaridad y normalidad. Con ellas podemos saber que tan acidas o básicas, pueden ser las soluciones. El estudio de las soluciones posee gran importancia, ya que es la base de la Industria química, y gracias a ella se obtienen un sin número de productos provenientes de compuestos de solutos y disolventes.
M
l
mol
M
32
.
15
05
.
0
7663
.
0
=
=
m
Kg
mol
m
72
.
33
02272
.
0
7663
.
0
=
=
M
l
mol
M
34
.
3
022891
.
0
7663
.
0
=
=
m
Kg
mol
m
72
.
3
20582
.
0
7663
.
0
=
=