Informe de Laboratorio. Soluciones Quimicas

Objetivos
• Preparación de soluciones a partir de solutos sólidos y líquidos en el solvente agua.
• Reconocer las características fundamentales de las soluciones.
• Observar como reaccionan los diferentes compuestos entre sí.

Introducción

Se entiende por solución un tipo especial de mezcla homogénea (unión de dos o más sustancias o compuestos, los cuales no pueden ser distinguidos), en las que existe una interposición molecular entre ellas.
Una solución líquida está formada por soluto (se encuentra en menor cantidad y es el medio disperso) y solvente (se encuentra en mayor cantidad y es el medio dispersante). El trabajo a realizar estudia principalmente dichas soluciones, específicamente sólido en líquido, utilizando como solvente; agua destilada, mientras que se utilizaron como soluto; hidróxido de sodio (NaOH), acido clorhídrico (HCL) y cloruro de sodio (NaCl).

Para preparar las soluciones se deben conocer sus unidades de concentración, que pueden ser físicas y químicas. Las primeras son:
% m/m; X gr. ST en 100 gr. de SC.
% m/v; X gr. ST en 100 cm3 de SC.
% v/v; X cm3 ST en 100 cm3 de SC.

Las unidades químicas son:
Molaridad (M); X moles ST en 1L de SC.
Molalidad (m); X moles de ST en 1000 gr. SV.
Normalidad (N); X Eq. gr. ST en 1L SC.

El concepto de solución, tal como ahora lo conocemos, es la base para comprender otro término; la solubilidad. Se entiende por solubilidad la cantidad máxima de ST que a cierta temperatura se disuelve en una cantidad de solvente determinado.
• Disolución diluida: Es aquella en donde la cantidad de ST que interviene está en mínima proporción en un volumen determinado.
• Disolución concentrada: tiene una cantidad considerable de ST en un volumen determinado.
• Disolución saturada: tiene la mayor cantidad posible de ST para una temperatura y presión dadas.
• Disolución sobresaturada: Tienen más ST del máximo posible para una SC saturada, es decir, el SV no diluye todo el ST y este se precipita si la temperatura de la SC no aumenta.

Materiales:
1. 3 vasos de precipitado.
2. Probeta.
3. Balanza electrónica.
4. Mortero con pilón.
5. Espátula.
6. Pilotines.
7. Pipeta.
8. Guantes de látex.
9. Antiparras.
10. Barbijo (opcional).

Reactivos:
1. Hidróxido de sodio (NaOH).
2. Acido clorhídrico (HCl).
3. Cloruro de Sodio (NaCl).
4. Agua destilada (H2O).

Mediciones:
- Se utiliza el gr. como unidad de medida de sólidos (mazados con balanza electrónica) y el cm3 como unidad de medida de los líquidos (medidos a través de una pipeta).

Consignas de resultado:

a) Endotérmicas o exotérmicas.
b) Conductoras de la corriente eléctrica.
c) PH (-Log [H+] o - Log [M]).
d) % m/m.
e) % m/v.
f) M.
g) N.
h) m.

Procedimiento:

Solución 1

Datos:







Para comenzar con la experiencia Nº 1 se deben calcular los cm3 del SV agua, necesaria para preparar nuestra SC, teniendo en cuenta que la densidad del SV es de 1 gr./cm3, es decir, 1gr.=1cm3. Esto da como resultado 65 cm3 de SV.
Una vez que se obtiene la cantidad de SV y se encuentran los materiales sobre la mesa, se debe tomar el hidróxido de sodio con la espátula y colocarlo en un pilotín previamente calibrado en la balanza. Habiendo logrado los 15 gr. de ST, se los debe introducir en el mortero y molerlos con el pilón, hasta lograr fragmentos muy pequeños. Verter el contenido en un vaso de precipitado, posteriormente preparado con 65 cm3 de agua (medidos con probeta).

Resultados:

a) Exotérmica.
b) Conduce la corriente eléctrica (se observa claramente el flujo de electrones).
c) PH = - Log 6,055
PH = - 0,782

d) 80 gr. SC 15 gr. ST
100 gr. SC x= 18,75 gr. ST

e) Densidad= 80 gr. SC / 1,309 gr./cm3
= 61,1 cm3 SC
61,1 cm3 SC 15 gr. ST
100 cm3 SC x= 24,5 gr. ST

f) 40 gr. ST 1 mol
15 gr. ST x= 0,37 mol

61,1 cm3 SC 0,37 mol
1000 cm3 SC x= 6,055 mol (MOLARIDAD)

g) 1 mol 40 Eq. gr. ST
0,37 mol x= 15 Eq. gr. ST

61,1 cm3 SC 15 Eq. gr. ST
1000 cm3 SC x= 245,5 Eq. gr. ST (NORMALIDAD)

h) 65 gr. SV 0,37 mol
1000 gr. SV x= 5,69 mol (MOLALIDAD)



Conclusión:
Se obtuvo una solución acuosa de hidróxido de sodio, conductora de la electricidad y liberadora de energía calórica.

Solución 2

Datos:

Para comenzar con la experiencia Nº 2 se debe calcular el porcentaje volumen en volumen (% v/v) de ST, necesario para preparar 150 ml. de acido clorhídrico (HCl).

100 cm3 SC 20 cm3 ST
150 cm3 SC x=30 cm3 ST

100 cm3 SC 80 cm3 SV
150 cm3 x= 120 cm3 SV

Una vez que se obtiene la cantidad de ST y SV y se encuentran los materiales sobre la mesada, se debe medir, con una probeta, los 30 cm3 de ST e incorporarlos al vaso de precipitado, que contiene 120 ml. de SV (agua) previamente medidos.

Resultados:

a) Endotérmica.
b) Conduce la corriente eléctrica.
c); d); e); f); g); h) No se pueden resolver los puntos mencionados porque la cantidad de ST esta en cm3 y es imprescindible que esté en gr.

Conclusión:
Se obtuvo una solución acuosa de HCl, conductora de la electricidad, que no libera energía en forma de calor.

Solución 3

Datos:




Para comenzar con la experiencia 3, se recomienda utilizar la cantidad de 120 cm3 del solvente agua. Tener en cuenta que una disolución saturada tiene la mayor cantidad posible de soluto (NaCl) para una temperatura y presión dadas.
Verterlos 120 cm3 de SV (medidos con probeta) en el vaso de precipitado. Luego colocar la cantidad de ST necesaria para que la SC se sature, (aproximadamente 10 gr. de cloruro de sodio).

Resultados:

a) Endotérmica.
b) Conduce la corriente eléctrica.
c) PH = -Log 1,12
PH = -0,18

d) 130 gr. SC 10 gr. ST
100 gr. SC x= 7,69 gr. ST

e) Densidad= 130 gr. SC / 1,165 gr./ cm3
= 111,58 cm3 SC
111,58 cm3 SC 10 gr. ST
100 cm3 SC x= 8,96 gr. ST

f) 58,4 gr. ST 1 mol
10 gr. ST x= 0,17 mol

111,58 cm3 SC 0,17 mol
1000 cm3 SC x= 1,12 mol (MOLARIDAD)

g) 1 mol 58,4 Eq. gr. ST
0,17 mol x= 10 Eq. gr. ST

111,58 cm3 SC 10 Eq. gr. ST
1000 cm3 SC x= 89,62 gr. ST (NORMALIDAD)

h) 120 gr. SV 0,17 mol
1000 gr. SV x= 1,41 mol (MOLALIDAD)

Conclusión:
Se obtuvo una solución acuosa de cloruro de sodio conductora de la electricidad, que no libera energía calórica. Se puede observar en ella un cambio de coloración causado por la oxidación de la sal.

¿Cuál es la solución mas concentrada?. La solución Nº 1

Bibliografía: Las densidades de las soluciones 1 y 3 fueron tomadas de las páginas catedras.quimica.unlp.edu.ar/intqca/comi6/solucionesad.doc y www.itson.mx/laboratorios/CLORURO%20DE%20SODIO.pdf respectivamente, ya que no contábamos con ellas para realizar un informe completo.