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SOLUCIONES Leslie Olmos Castillo, Daniela Moreno Schmalvache, Schnaider Riera Carvajal Juan camilo Gil Pardo, Camilo Colpas Bolaño Profesor: William Fernández Castro. 27-02- Laboratorio de Química General II, Universidad Del Atlántico, Barranquilla RESUMEN En el presente informe se tiene la finalidad de dar respuesta al cuestionario que tiene relación con la temática de soluciones químicas, las cuales sabemos que son mezclas homogéneas conformadas de una o mas sustancias disueltas entre sí, en igual o distinto estado de agregación de las cuales sus componentes son llamados soluto el que está en menor proporción y el solvente en mayor proporción. La resolución de problemas la abarcaremos mediante procedimientos matemáticos, conociendo las diferentes formas de concentración de un soluto. Palabras claves: Soluciones, Soluto, Solvente, Concentración. ABSTRACT The purpose of this report is to answer the questionnaire related to the subject of chemical solutions, which we know are homogeneous mixtures made up of one or more substances dissolved together, in the same or different state of aggregation of which its components are called solute which is in smaller proportion and the solvent in greater proportion. The resolution of problems will be covered by means of mathematical procedures, knowing the different forms of concentration of a solute. Keywords : Solutions, Solute, Solvent, Concentration. INTRODUCCIÓN En el presente informe de laboratorio de química se estará presentando diferentes temáticas en torno a las propiedades químicas de una disolución, de las cuales nos centraremos en las formulas de molaridad, normalidad y en la temática de los conceptos complementados con esquemas de laboratorio. Explicaremos como será el desarrollo para encontrar las incógnitas que nos preguntas. OBJETIVO Objetivo General : Comprender, estudiar y analizar conceptos, fórmulas y/o definiciones sobre las disoluciones de manera experimental y teórica. Objetivos específicos :
- Explicar conceptos y teoría de soluciones.
- Explicar e identificar los tipos de soluciones.
- Conocer las fórmulas y el despeje de estas. MARCO TEORICO Una solución es una mezcla homogénea formada por dos o más componentes. En el caso de una solución binaria los componentes se designan como soluto y disolvente. Siendo estos llamados: Soluto: sustancia que se disuelve y que está en menor cantidad. Solvente: es el medio dispersante y corresponde al componente que está en mayor cantidad. Las soluciones no puedes ser separadas por métodos simples como son la filtración, la decantación o la centrifugación. Las soluciones se miden en concentraciones, las concentraciones de las disoluciones se pueden expresar:
- Porcentaje masa-masa (%m/m).
- Porcentaje volumen-Volumen (%v/v).
- Porcentaje masa-volumen (%m/v).
- Molaridad (M).
- Molalidad (m).
- Normalidad.
- Fracción molar. FACULTAD DE INGENIERÍA LABORATORIO DE QUÍMICA GENERAL II
Definiciones Porcentaje en masa: (% m/m): También llamada porcentaje masa/masa. Se define como la masa de soluto (en gramos) que hay en 100 g de disolución. Para su determinación, se utiliza la siguiente ecuación matemática:
%m/m =
𝐀 𝐀𝐀𝐀 𝐀 𝐀𱐀𝐀𝐀𝐀𱐀ó𝐀
x
Donde “m soluto” es la masa de soluto y “m disolución” es la masa de la disolución, es decir, la suma de la masa de soluto + la masa de disolvente. Porcentaje en volumen (% v/v): También llamado porcentaje volumen/volumen. Cuando el soluto y el disolvente son líquidos, es muy conveniente hallar su relación en volumen. Este porcentaje indica el volumen de soluto (en mililitros) que hay en 100mL de disolución. Se calcula empleando la siguiente ecuación:
%v/v =
𝐀 𝐀𝐀𝐀 𝐀 𝐀𱐀𝐀𝐀𝐀𱐀ó𝐀
x
Donde “V soluto” es el volumen del soluto (en mililitros) y “V disolución” es el volumen de la disolución (en mililitros). Es importante saber que en este caso los volúmenes no son aditivos, es decir el “v soluto” y el “v disolvente” no se deben sumar a menos que, estrictamente en el ejercicio se diga que son aditivos. Porcentaje masa-volumen (% m/v): Se define como la masa de soluto (en gramos) que hay en 100mL de disolución y se calcula aplicando la siguiente ecuación:
%m/v =
𝐀 𝐀𝐀𝐀 𝐀 𝐀𱐀𝐀𝐀𝐀𱐀ó𝐀
x
Donde “m soluto” es la masa de soluto y “V disolución” es el volumen de la disolución, es decir, el volumen total. Concentración molar o molaridad (M): La molaridad es la cantidad de sustancia o cantidad de moles (n) de soluto que hay en 1 L de disolución. Se calcula a partir de la siguiente ecuación:
M =
𝐀 𝐀𝐀𝐀 (𝐀𝐀) 𝐀 𝐀𱐀𝐀𝐀𝐀𱐀ó𝐀 (𝐀) Molalidad (m): La molalidad corresponde a la cantidad de sustancia o moles (n) de soluto en 1kg de disolvente. Para calcular la molalidad se emplea la ecuación:
m =
𝐀 𝐀𝐀𝐀 𝐀 𝐀𱐀𝐀𝐀𝐀𝐀𝐀𝐀𝐀 (𝐀) La concentración normal o normalidad (N) : Se define como el número de equivalentes de soluto por litro de solución:
N =
𝐀𱠀𱐀𝐀𝐀𝐀𝐀𝐀𝐀 𝐀𝐀 𝐀𝐀𝐀 𝐀𱐀𝐀𝐀 𝐀𝐀 𝐀𝐀𝐀𱐀ó𝐀 A menudo se establece la forma más simple como:
N =
𝐀𱠀𱐀𝐀 𝐀 Fracción molar (X): La fracción molar es la relación entre la cantidad de materia (mol) del soluto y la cantidad de materia (mol) total (n soluto + n disolvente) y se calcula aplicando la siguiente ecuación:
X=
𝐀 𝐀𝐀𝐀 𝐀𝐀 𝐀 𝐀𝐀𝐀𝐀𝐀 (𝐀𝐀)
𝐀 𝐀𝐀𝐀 (𝐀𝐀) 𝐀 𝐀𝐀𝐀 𝐀𝐀 +𝐀 𝐀𱐀𝐀𝐀𝐀𝐀𝐀𝐀𝐀 (𝐀𝐀) Ahora bien, para conocer los moles de una sustancia, es necesario saber la masa de dicha sustancia y su masa molar (que sacamos de la tabla periódica o a veces, te dan el dato) para poder calcular los moles de disolvente. Nota: Recuerda que para calcular los moles de cualquier sustancia existe la siguiente ecuación: Donde: n = moles m = masa en gramos MM = masa molar FICHA TECNICA METODOLOGIA PROCEDIMIENTOS Y RESULTADOS
Buscar la normalidad o molaridad del
ácido concentrado según la etiqueta
presentada:
Solución
Disolucion:1000ml
Densidad (d)= 1,19g/ml
mdis = 1000ml x 1,
𝐀 𝐀𦠀
mdis = 1190g
𝐀 𝐀
𝐀 𝐀𨀀𦠀𧀀𝐀𨀀 1190 𝐀
n =
𝐀 𝐀𝐀
m2 =0.5g
Preparar 50 gramos de solución al 2% P/P
de carbonato de sodio en agua.
Solución
msto1= 2g
mste1= 100g
msto2= ¿?
mste2= 50gr
𝐀𝐀𝐀𨀀 1 𝐀𝐀𝐀𨀀 1
𝐀𝐀𝐀𨀀 2 𝐀𝐀𝐀𨀀 2
msto2 =
𝐀𝐀𝐀𨀀 1 𝐀 𝐀𝐀𝐀𨀀 2 𝐀𝐀𝐀𨀀 1
msto2 =
2 𝐀 𝐀 50 𝐀 100 𝐀
=1g
Actividades a. Contesta:
1. Qué materiales de laboratorio son necesarios para la preparación de una solución a partir de un soluto sólido. Respuesta: Los materiales necesarios para una solución partiendo de un soluto solido son: a) Matraz aforado: Varia dependiendo del volumen de solución que se quierapreparar. b) Embudo: Utilizado para llenar el matraz aforado sin derramar parte de la disolución. c) Disolvente: Es un frasco lavador con agua, se puede utilizar un cuenta gotas para mayor precisión. d) Soluto: Es la sustancia a disolver, para una sustancia sólida debe estaretiquetada con la masa molar y la riqueza. e) Balanza: Utilizada para pesar la cantidad de soluto necesario parapreparar la solución. f) Vaso precipitado: Utilizado para pesar y disolver el sólido en el solvente. 2. Qué materiales de laboratorio son necesarios para la preparación de una solución a partir de un soluto líquido. Respuesta: Los materiales necesarios para una solución partiendo de un soluto liquido son: a) Matraz aforado: Varía dependiendo del volumen de solución que se quierapreparar. b) Embudo: Utilizado para llenar el matraz aforado sin derramar parte de la disolución. c) Disolvente: Es un Frasco lavador con agua, se puede utilizar un cuentagotas para mayor precisión. d) Soluto: Es la sustancia a disolver, para una sustancia liquida debe estaretiquetada con la masa molar, la riqueza y la densidad. e) Pipeta: Se encuentra graduada para tomar el volumen de soluto necesario para preparar la solución.
f) Aspirador: Utilizada para succionar el líquido que se tomará con la pipetagraduada.
3. Realice un dibujo esquemático de los pasos seguidos para preparar una solución apartir de un sólido o un líquido. Respuesta: 4. Que recomendaciones son necesarias en el momento de la preparación de las soluciones a partir de un soluto sólido o líquido. Respuesta:
- Organizarte bien en el laboratorio.
- Preparar el material de laboratorio.
- Calcular bien la cantidad de soluto, teniendo en cuenta los factores de conversión. 5. Como podrías determinar la densidad de una solución química. Respuesta: La densidad de una solución se podría determinar a partir de: (Masa de soluto + masa de solvente) Volumen de disolución 6. Que materiales y procedimiento (Realice un dibujo) son necesario para hacerproceso de disolución a partir de una solución concentrada en una botella. Respuesta:
Es recomendado no realizar este proceso bajo el influjo de alcohol o sustancias psi coactivas. Hacer uso racional de los reactivos que se llevaran a cabo en el experimento. No inhalar, aspirar o probar las sustancias químicas. Asegurarse de que los elementos que se vayan a realizar uso para el experimento no estén defectuosos, por ejemplo, un Erlenmeyer roto o con alguna fisura que produzca un derrame de la disolución. Utilizar papel Kraft para proteger el mesón de trabajo, en caso de realizar actividades que involucren el uso de colorantes y de material corrosivo. Durante ese procedimiento, tener un monitor o persona de experiencia identificada en caso de algún accidente o mal uso de las sustancias químicas para dar solución al problema de la correcta y profesional.
2. Define que es una disolución química. Respuesta: Las disoluciones son mezclas homogéneas de dos o más sustancias, es decir, mezclas cuyos componentes no se pueden distinguir a simple vista. Siempre que se está en presencia de una mezcla homogénea, esta recibe el nombre de disolución. Son mezclas íntimas a escala molecular porque en el proceso de formación de la mezcla las interacciones se producen entre iones y moléculas individuales o entre moléculas de cada uno de los componentes. 3. Cuáles son las características del soluto para preparar una solución química. Respuesta: Por concepto el soluto es la sustancia que se disuelve en una solución, en la mayoría de casos este suele ser solido (también puede ser tanto como líquido, como gaseoso), el soluto suele encontrarse en menor proporción que el solvente , una característica del soluto es su capacidad que tiene de disolverse en otra sustancia , a lo que llamamos solubilidad , Ejemplos comunes de solutos sólidos son el azúcar o la sal que, al mezclarse con agua, forman una solución azucarada o salina respectivamente. 4. ¿ Cómo realiza la lectura de volúmenes? Respuesta: Cuando se miden volúmenes de líquido en los recipientes volumétricos, es muy importante fijar correctamente la altura del menisco o superficie curva del líquido; de lo contrario se pueden cometer errores de paralaje (aparente desplazamiento que experimenta un objeto cuando se observa desde dos puntos diferentes). La lectura se efectúa al colocar los ojos en el mismo plano horizontal, que virtualmente pasa por la tangente al polo del menisco. La lectura se ha de efectuar por la parte inferior del menisco porque está mejor definida que la superior. Sin embargo, cuando se usan disoluciones intensamente coloreadas como las del permanganato de potasio, no es posible precisar la parte inferior del menisco y se lee por la parte superior. Uno de los métodos más sencillos para evitar errores en la lectura de volúmenes consiste en poner un dedo detrás de la marca de graduación o una cartulina cuadrada, mitad blanca y mitad negra, de modo que la parte negra quede hacía bajo y a una distancia aproximadamente de 1 mm por debajo del menisco, lo cual permite distinguir mejor el mismo. 5. ¿Qué precaución debe tener con el material de vidrio graduado (ej.: pipeta)? Respuesta: Al usar material de vidrio, verificar su estado.
Cualquier material de vidrio que esté astillado debe ser rechazado. Los vidrios rotos, que tengan fallos, zonas deterioradas o puntos débiles deben serdescartados en un recipiente apropiado. Recordar que el vidrio caliente puede tener la misma apariencia que la del vidrio frío. Usar siempre un trozo de tela para proteger la mano cuando se lo esté introduciendoen orificios. Lubricar los tubos de vidrio (termómetro, etc.) antes de insertarlos en tapas de goma ode corcho. Nunca usar mangueras de látex viejas. Hacer las conexiones necesarias utilizandomangueras nuevas y pinzas adecuadas. Antes de colocar un tubo de goma en la oliva, mojar con glicerina o parafina paraevitar que se pegue. Para manipular material de vidrio, siempre que sea posible, utilizar antiparras, pinzasaisladas y paños. Tener cuidado especialmente al trabajar con sistemas al vacío o a presión. Los desecadores al vacío deben ser protegidos con cinta adhesiva y colocados enrejillas de protección adecuadas.
6. Indique tres unidades de expresión de concentraciones Respuesta: 7. Indique el material necesario para preparar una solución a partir de un solutosólido. Respuesta: 1. Vaso precipitado 2. Matraz aforado 3. Solvente (ejemplo, agua) 4. Espátula 5. Gramera 6. Embudo 8. ¿Cuántos gramos de NaCl necesita para preparar 200 ml de una solución al 10 % m/V? Respuesta: Se necesitan 20g NaCl a) Confeccione la etiqueta de la solución preparada Respuesta: 9. ¿Qué masa de KCl se necesita para preparar 250 gramos de solución 5% m/m?
BIBLIOGRAFIA 1- https://www.colegiostmf.cl/wp- content/uploads/2020/06/Qu%C3%ADmica- II%C2%BA-Gu%C3%ADa-8-Scarlett- Valenzuela-y-Lidia-Alvarado-.pdf 2- https://www.colegioconcepcionsanpedro.cl/wp- content/uploads/2020/05/Qu%C3%ADmica- 2%C2%B0MC-M.-Pradenas-19-05-20.pdf 3- https://medicina.usac.edu.gt/quimica/soluciones/ Normalidad 4- https://www.udocz.com/apuntes/43899/6to- informe-de-laboratorio-de-quimica-soluciones 5- https://aprendizaje.uchile.cl/recursos-para- aprender-ciencias-basicas-y- matematicas/quimica/soluciones-quimicas/
