QAI-ATI-007_Preparación de soluciones químicas unidades físicas y químicas (2)

Vista previa del material en texto

Servicio Nacional de Aprendizaje SENA
Centro de Gestión Industrial
Instructivo para la Preparación de soluciones químicas unidades físicas y químicas
	
Versión: 01
P01-9211-16 Instructivo para la Elaboración y Codificación de los Documentos Página 2 de 7
	QAI-ATI-007
	Instructivo para determinar la acidez total en un vinagre comercial por volumetría ácido-base
 
	Código del Ensayo
	QAI-ATI-007
	Nombre del ensayo
	Preparación de soluciones químicas unidades físicas y químicas
	Programa
	Química Aplicada a la Industria, versión 4.0
	Norma de Competencia
	Aplicación de técnicas clásicas de análisis de acuerdo con los protocolos y naturaleza de la muestra
	Resultado de Aprendizaje
	Preparar soluciones y reactivos de acuerdo con el protocolo de ensayo.
	Actividad de proyecto
	Identificar el producto químico de interés industrial, teniendo en cuenta el estado del arte del proceso PRODUCTIVO
	Fase
	Ejecución
1. Principios
Una solución se define como la mezcla homogénea de dos o más sustancias puras que no reaccionan entre sí, cuyos componentes se encuentran en proporciones variables. Las sustancias que están en menor proporción se llaman soluto, y las que están en mayor proporción solvente. Las soluciones pueden existir en cualquiera de los tres estados de agregación: gas, sólido o líquido. El aire es el ejemplo más conocido de una solución gaseosa; las soluciones sólidas son más frecuentes en las aleaciones, donde están involucrados dos metales, por ejemplo, el bronce es una aleación entre cobre y estaño; en las soluciones líquidas, el soluto puede ser gas, líquido o sólido. Las soluciones más comunes son las acuosas, en las que el solvente es el agua. La importancia de las soluciones radica en que numerosas reacciones químicas se llevan a cabo en solución tales como las que tienen lugar en los suelos agrícolas y en las células de los organismos vivos. Sin embargo, algunas reacciones industriales y de laboratorio, que podrían realizarse directamente entre sustancias químicas puras, se realizan frecuentemente entre dichas sustancias disueltas, dada la mayor facilidad y velocidad de reacción.
La concentración de una solución brinda información de la cantidad de soluto disuelto en un volumen o masa de solución o solvente. Una solución que posee baja concentración de soluto puede llamarse diluida, mientras que otra que posea alta concentración de soluto podría denominarse concentrada. Las concentraciones relativas de las soluciones se expresan a veces mediante el uso de los términos saturada, insaturada y sobresaturada. Una solución es saturada cuando contiene disuelta la máxima cantidad de soluto en un volumen determinado de disolvente a una temperatura dada. Cuando se lleva al solvente a aceptar más soluto del que normalmente puede disolver a una determinada temperatura, se dice que la solución está sobresaturada.
Las unidades de concentración de las soluciones se presentan en la tabla 1:
Tabla 1. Unidades de concentración de soluciones químicas.
	Físicas
	Porcentaje masa/masa
	
	Porcentaje masa/volumen
	
	Porcentaje volumen/volumen
	
	Partes por millón
	
	Químicas
	Molaridad
	
	Normalidad
	
	Termodinámicas
	Molalidad
	
	Fracción molar
	
2. Muestreo
No aplica. Esta práctica se realiza con reactivos puros.
3. Materiales 
a. Para el desarrollo de la práctica
Los materiales relacionados en la tabla 1 corresponden a un grupo de trabajo. Organice grupos de trabajo de dos o tres aprendices por grupo. Al solicitar los materiales, multiplique la cantidad de cada material por el número de grupos conformados.
Tabla 2. Materiales para el desarrollo de la práctica
	Material
	Cantidad
	Balanza analítica
	1
	Vaso Precipitado de 100 mL. 
	2
	Vaso de precipitados de 250 mL 
	1
	Vidrio de reloj
	1
	Probeta de 100 mL
	1
	Matraz aforado de 50 mL 
	1
	Matraz aforado de 100 mL
	3
	Matraz aforado de 25 mL
	1
	Pipeta aforada de 2 mL
	1
	Pipeta graduada de 2 mL
	1
	Micro espátula
	1
	Varilla agitadora
	1
	Termómetro
	1
	Frasco lavador
	1
	Pipeteador
	1
	Gotero 
	3
b. Reactivos y disoluciones
Los reactivos relacionados en la tabla 2 corresponden a un grupo de trabajo. Organice grupos de trabajo de dos o tres aprendices por grupo. Al solicitar los reactivos, multiplique la cantidad de cada material por el número de grupos conformados.
Tabla 3. Reactivos y disoluciones
	Reactivo
	Cantidad
	NaOH
	20 g
	HCl
	1 g
	Fenolftaleína 
	1 g
	KI
	1g
	H2SO4
	1g
4. Procedimiento
a. Preparación 100 mL de disolución de HCl 0,1 N a partir del reactivo analítico
· Realice los cálculos para determinar la cantidad de soluto a medir.
· Pipetee el HCl usando una pipeta graduada y un pipeteador o pera pipeteadora.
· Transfiera el contenido de la pipeta a un vaso de precipitados de 50 mL que contenga aproximadamente 10 mL de agua tipo 2, lentamente y por las paredes del vaso.
 Precaución
Realice este procedimiento en cabina de extracción, usando gafas de seguridad y guantes de nitrilo.
 Advertencia 
El HCl libera gran cantidad de Vapores. Adicione el HCl lentamente sobre el agua, con agitación constante. Nunca, al contrario.
· Diluya completamente con agua tipo 2.
· Transfiera cuantitativamente a un balón (matraz) aforado de 100 mL.
· Lleve a volumen con agua tipo 2.
· Homogenice por inversión.
c. Preparación 100 mL de disolución de NaOH 0,1 N a partir del reactivo sólido
· Realice los cálculos para determinar la cantidad de soluto a pesar.
· Pese el NaOH en un vidrio de reloj.
· Transfiera el contenido del vidrio de reloj a un vaso de precipitados de 100 mL que contenga aproximadamente 50 mL de agua tipo 2.
 Precaución
Realice este procedimiento en cabina de extracción, usando gafas de seguridad y guantes de nitrilo.
 Advertencia 
El NaOH libera gran cantidad de calor cuando entra en contacto con el agua. Adicione el NaOH lentamente sobre el agua, con agitación constante. Nunca, al contrario.
· Disuelva completamente con agua tipo 2.
· Transfiera cuantitativamente a un balón (matraz) aforado de 100 mL.
· Lleve a volumen con agua tipo 2.
· Homogenice por inversión.
d. Preparación 100 mL de disolución de Yoduro de Potasio (KIO3) 0,10N
· Realice los cálculos para determinar la cantidad de soluto a pesar para preparar 100 mL de solución 0,10N
· Adicione 20 mL de agua tipo 1 y disuelva completamente el solido
· Transfiera cuantitativamente el contenido del vaso de precipitados a un balón aforado de 100 mL que contenga aproximadamente 50 mL de agua tipo 1.
· Lleve a volumen con agua tipo 1.
· Homogenice por inversión.
· Rotule.
e. Preparación 50 mL de disolución de H2SO4 0,1 N a partir del reactivo analítico
· Realice los cálculos para determinar la cantidad de soluto a medir.
· Pipetee el H2SO4 usando una pipeta graduada y un pipeteador o pera pipeteadora.
· Transfiera el contenido de la pipeta a un vaso de precipitados de 50 mL que contenga aproximadamente 10 mL de agua tipo 2, lentamente y por las paredes del vaso.
 Precaución
Realice este procedimiento en cabina de extracción, usando gafas de seguridad y guantes de nitrilo.
 Advertencia 
El H2SO4 libera gran cantidad de Vapores. Adicione el H2SO4 lentamente sobre el agua, con agitación constante. Nunca, al contrario.
· Diluya completamente con agua tipo 2.
· Transfiera cuantitativamente a un balón (matraz) aforado de 50 mL.
· Lleve a volumen con agua tipo 2.
· Homogenice por inversión.
5. Elementos de Protección Individual (EPI) y dispositivos de seguridad
· Bata larga de dril, color blanco, manga larga, de abotonar 
· Gafas de seguridad o mono gafas 
· Guantes de nitrilo
· Cofia
· Cabina de extracción
· Fuente lava ojos
· Ducha de seguridad
6. Condiciones de seguridad
a. Lea las fichas de seguridad (FDS) antes de manipular cualquier sustancia química.
b. Manipulación de Ácido Clorhídrico. 
· Indicaciones de peligro. Sustancia muy corrosiva.  Provoca quemaduras graves en la piel y lesiones oculares graves. En caso de contacto con los ojos, lávese inmediatamente con abundante agua y acuda a un médico. En caso de accidenteo malestar, acuda inmediatamente al médico. 
· Consejos de prudencia. Evite la inhalación de vapores. Evite el contacto con la sustancia. Asegure una ventilación apropiada. Use guantes de nitrilo y gafas de seguridad. NUNCA adicione agua sobre esta sustancia. Cuando se requiera diluir, adicione el ácido cloridrico lentamente sobre el agua, con agitación constante. Realice esta operación dentro de cabina de extracción. 
c. Manipulación de Carbonato de sodio (Na2CO3),. 
· Indicaciones de peligro. Esta sustancia no es clasificada como peligrosa según la legislación de la Unión Europea. 
· Consejos de prudencia. Usar gafas de seguridad y guantes de nitrilo.
d. Manipulación de fenolftaleína en disolución al 0,5% en etanol. 
· Indicaciones de peligro. Puede provocar cáncer. Líquido y vapores inflamables. Provoca irritación ocular grave. Se sospecha que provoca defectos genéticos. Mantenga alejado de fuentes de calor. No respire los vapores. 
· Consejos de prudencia. Use gafas de seguridad y guantes de nitrilo. 
e. Manipulación del hidróxido de sodio. 
· Indicaciones de peligro. Sustancia muy corrosiva.  Provoca quemaduras graves en la piel y lesiones oculares graves. En caso de contacto con los ojos, lávese inmediatamente con abundante agua y acuda a un médico. En caso de accidente o malestar, acuda inmediatamente al médico. 
· Consejos de prudencia. Evite la inhalación de polvo. Evite el contacto con la sustancia. Asegure una ventilación apropiada. Use guantes de nitrilo y gafas de seguridad. NUNCA adicione agua sobre esta sustancia. Cuando se requiera disolver o diluir, adicione el hidróxido de sodio lentamente sobre el agua, con agitación constante. Realice esta operación dentro de cabina de extracción. 
f. Manipulación del biftalato de potasio (KHP). 
· Indicaciones de peligro. Esta sustancia no es clasificada como peligrosa según la legislación de la Unión Europea. 
· Consejos de prudencia. Usar gafas de seguridad y guantes de nitrilo.
g. Manipulación de la fenolftaleína en disolución al 0,5% en etanol. 
· Indicaciones de peligro. Puede provocar cáncer. Líquido y vapores inflamables. Provoca irritación ocular grave. Se sospecha que provoca defectos genéticos. Mantenga alejado de fuentes de calor. No respire los vapores. 
· Consejos de prudencia. Use gafas de seguridad y guantes de nitrilo. 
h. Manipulación de Ácido Sulfúrico. 
· Indicaciones de peligro. Sustancia muy corrosiva.  Provoca quemaduras graves en la piel y lesiones oculares graves. En caso de contacto con los ojos, lávese inmediatamente con abundante agua y acuda a un médico. En caso de accidente o malestar, acuda inmediatamente al médico. 
· Consejos de prudencia. Evite la inhalación de vapores. Evite el contacto con la sustancia. Asegure una ventilación apropiada. Use guantes de nitrilo y gafas de seguridad. NUNCA adicione agua sobre esta sustancia. Cuando se requiera diluir, adicione el ácido sulfúrico lentamente sobre el agua, con agitación constante. Realice esta operación dentro de cabina de extracción. 
7. Reactivos y preparación
Ver procedimiento.
8. Resultados
1. Haga los cálculos necesarios para completar la siguiente tabla:
	Soluto
	M
	N
	%m/V
	ppm
	KH2PO4
	0,1
	
	
	
	
MgSO4.7H2O
	
	0,1
	
	
	
	
	0,01
	
	
9. Disposición de residuos
Recolecte los residuos de esta práctica en una jarra, dentro del laboratorio. Para su disposición final, siga el procedimiento establecido en su Centro de Formación. Confinar y etiquetar en recipiente como sales inorgánicas todos los residuos. La solución de azúcar se puede descartar en el vertedero.
10. Documentos de referencia
	[1]
	López Q RC, Implementación de la química sostenible en la asignatura laboratorio de química I del plan de estudio de química. Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga 2010
	[2]
	Alcázar FDJ, Fuentes GFA y otros, Manual de prácticas de laboratorio de química general, Editorial Universitaria de la Costa, Barranquilla 2015
	[3]
	Gómez J, Escuela de Ingeniería Industrial Manual de Prácticas Laboratorio Química, Universidad Católica Andrés Bello – Guayana
	
	
13. Anexos
· No aplica.
Página 1 de 7
Página 7 de 7