57099522 tp9 equilibrio de solubilidad

TP N° 9: EQUILIBRIO DE SOLUBILIDAD

Trabajo Práctico Nº 9Equilibrio de Solubilidad

Objetivos:

• Analizar la influencia de la temperatura sobre la solubilidad de un soluto.• Determinar la solubilidad del iodato de calcio en agua y calcular la constante del

producto de solubilidad.

I) Influencia de la temperatura sobre la solubilidad

Sc. Pb(NO3)2 Sc. Incolora Precipitado amarillo Sc. KI Sc incolora

Reacción estudiada:

Pb(NO3)2(ac) + 2 KI(ac) PbI2(s) + 2 K+(ac) + 2 NO3-(ac) AMARILLO

Observaciones:

Inicialmente se obtiene un precipitado amarillo de PbI2 además de KNO3, que al ser una sal muy soluble en agua, se encuentra totalmente disociada en solución.El PbI es insoluble en agua a temperatura ambiente, pero si se aumenta la temperatura dicho precipitado se disuelve. En la práctica se calentó el precipitado y luego se lo dejó enfriar para que recristalice, obteniéndose un precipitado amarillo-dorado, también conocido como “lluvia dorada”. El primer precipitado es un compuesto amorfo pero luego al recristalizar, se obtiene el mismo compuesto pero en una forma alotrópica diferente (más ordenada).

Conclusiones:

El aumento de la temperatura de la solución modifica la constante del producto de solubilidad del ioduro de plomo en agua solubilizándolo.

II) Determinación de la masa de KClO 3

1


Soluciones 1 2 3

Volumen de agua/ml 5,00 ± 0,01 10,00± 0,02 15,00±0,03

Temperatura a la que aparecen los cristales(T)/ °C 84 ± 1 49 ± 1 40 ± 1

Concentración en g st /100 g agua 42,4 ± 0,8 18,5 ± 0,5 14,2 ± 0,4

Masa de muestra (T)/ g 2,12 ± 0,04 1,85 ± 0,05 2,13 ± 0,06

Promedio de masas/ g 2.03 ± 0,05

Peso de la muestra/ g 2,129 ± 0,001

Conclusiones:

La masa calculada en la experiencia 2 es menor al valor de la masa original de KClO3 , esto puede deberse a algún error al medir la temperatura de aparición de cristales o que esa medición haya sido la mas exacta y la muestra pesada haya estado impurificada.Sin embargo en las experiencias 1 y 2 el valor que se obtuvo corresponde con la masa pesada inicialmente.Teniendo en cuenta las tres experiencias, el promedio utilizando los valores obtenidos es menor también al valor de la muestra pesada, por lo que podemos suponer que la muestra si se encontraba impura y toda la masa que pesamos no correspondía a KClO4.

III)Determinación de la concentración de IO 3- y cálculo de Kps

Fundamentos :

En la práctica la concentración de IO3- se determinó mediante la titulación de I2 con

tiosulfato de sodio (Na2S2O3). Antes de comenzar la titulación se debe reducir al ión IO3

- con KI en medio ácido:

10e- + 12H+ + 2IO3 I2 + 6H2O (hemirreacción de reducción)

(2I- I2 + 2e- ) x 5 (hemirreacción de oxidación)

10e- + 12H+ + 2IO3- + 10I- I2 + 6H2O + 5I2 + 10e-

IO3-(ac) + 6H+(ac) + 5 I-(ac) 3I2(ac) + 3H2O(ac) Reacción de óxido-reducción

En la ecuación se observa que: n° moles I2 = 3 n° moles IO3- (1)

La presencia de I- estabiliza la solución, y junto con el I2 forma el triyoduro, evitando que el I2 escape de la solución: I2(ac) + I-(ac) I3

-(ac)

Luego el I2 obtenido es el que se titula inmediatamente con solución de Na2S2O3:

2


I2 + 2e- 2I- (semirreacción de reducción) 2S2O3

2- S4O62- + 2e- (semirreacción de oxidación)

I2 + 2e- + 2S2O32- 2I- + S4O6

2- + 2e-

I2 (ac)+ 2S2O32- (ac) 2I-(ac) + S4O6

2-(ac) Reacción de óxido-reducción

Entonces: n° moles S2O32- = 2 n° moles I2 (2)

Con (1) y (2) obtiene:

n S2O32- = 6 n IO3

-

[S2O32-]x f x V S2O3

2-=6[IO3-]xV IO3

-

Expresión de Kps KClO3:

Ca(IO3)2(ac) Ca2+(ac) + 2IO3-(ac)

S S 2SKps= [Ca2+]x[IO3

-]2

Kps= S x 4S2

Kps=4S3

Experiencia 1 Experiencia 2Volumen de Ca(IO3)2 (sc. Saturada) / ml 10,00 ± 0,02 10,00 ± 0,02Volumen de Na2S2O3 consumido/ ml 8,00± 0,05 8,20 ± 0,05Concentración molar del titulante/ M 0,1 0,1Factor del titulante [IO3

-] / M ± ±

[Ca2+] / M ± ± Solubilidad (So) / M ± ± Kps experimental ± ±

Kps Bibliográfico (*) 6.31x10-7

(*)= Bibliografía: “Química Analítica Cualitativa- Décimooctava edición- F. Burriel Marti, F. Lucena Conde, S. Arribas Jimeno, J. Hernandez Mendez.”

Conclusiones:

El valor promedio el producto de solubilidad del iodato de calcio calculado en la práctica no se encuentra muy distante al valor tabulado 6.31x10-7, pero sin embargo existe una diferencia que pudo valerse a varios errores que pudieron cometerse durante la práctica.Como el valor que obtuvimos es mayor que el valor teórico se cometió un error por exceso, por lo cual una posibilidad de este tipo de error puede producirse durante la titulación, al agregar el almidón para observar el punto final de la reacción. Si agregamos el almidón aun cuando la solución no se encuentra muy incolora, formará complejos con el iodo presente en la solución, produciendo luego la necesidad de un mayor volumen de tiosulfato de sodio del necesario para reducir a estos iones.

3


APÉNDICE

I) Curva de solubilidad del KClO 3

II) Determinación de la masa de KClO 3

Solución 1:

T1 = 84°C ± 1°C

S= 0,00449. T2 + 0,08417. T + 3,62797S= 0,00449 . (84)2 + 0,08417. (84) + 3,62797S= 42.4g ± 0,8g

ΔS= ∑ ∂S . ΔT ∂T ΔS= (2x 0,00449x84 x 1) + (0,08417x 1 ) ΔS=0,8 g

Si δ H2O= 1g/mlm H2O= V H2O

m H2O= 5 g ± 0,01 g

Δ m H2O= ∂ m H2O . Δ V H2O

4


∂V H2O

Δ m H2O= 1g/ml . 0,01 ml Δ m H2O=0,01 g

m Mtra = S x m H2O

100gm Mtra = 42,4 g x 5g 100gm Mtra = 2,12 g ± 0,04 g

Δm Mtra = ∂ m Mtra . ΔS + ∂ m Mtra . Δ mH2O

∂S ∂mH2O Δm Mtra = 5g . 0,8g + 42,4g . 0,01 g

100g 100gΔm Mtra = 0,04 g

Solución 2:

T2 = 49°C ± 1°C

S= 0,00449. T2 + 0,08417. T + 3,62797S= 0,00449 . (49)2 + 0,08417. (49) + 3,62797S= 18,5g ± 0,5g



m H2O= 10 g ± 0,02g

Δ m H2O= ∂ m H2O . Δ V H2O ∂V H2O

Δ m H2O= 1g/ml . 0,02 ml Δ m H2O=0,02 g

m Mtra = S x m H2O


5


Δm Mtra = ∂ m Mtra ΔS + ∂ m Mtra. Δ mH2O

∂S ∂mH2O Δm Mtra = 10g . 0,5g + 18,5g . 0,02 g

100g 100gΔm Mtra = 0,05 g

Solución 3:

T3 = 40°C ± 1°C

S= 0,00449. T2 + 0,08417. T + 3,62797S= 0,00449 . (40)2 + 0,08417. (40) + 3,62797S= 14,2g ± 0,4g



m H2O= 15 g ± 0,03 g

Δ m H2O= ∂ m H2O . Δ V H2O ∂V H2O

Δ m H2O= 1g/ml . 0,03 ml Δ m H2O=0,03 g

m Mtra = S x m H2O


Δm Mtra = ∂ m Mtra . ΔS + ∂ m Mtra . Δ mH2O

∂S ∂mH2O Δm Mtra = 15g . 0,4g + 14,2g . 0,03 g

100g 100g

6


Δm Mtra = 0,06 g

III) Experiencia 1

i) De terminación de [IO 3- ]


2-=6[IO3-]xV IO3

-

[IO3-] = [S2O3

2-]x f x V S2O32-

6 xV IO3-

[IO3-] = 0,1 M x x 8,0ml

6 x 10,00ml [IO3

-] = M ± 0,00009M

Δ[IO3-] = ∂[IO3

-] . ΔV S2O32- + ∂[IO3

-] . ΔV IO3-

∂V S2O32- ∂ IO3

-

Δ[IO3-] = [S2O3

2-] . . ΔV S2O32- + V S2O3

2- x [S2O32-] . ΔV IO3

-

6 x V IO3- (6 x V IO3

-)2

Δ[IO3-] = 0,1M x 0,05ml + 8,0ml x 0,1M x 0,02ml

6 x 10,00ml (6x 10,00ml)2

Δ[IO3-] = 0,00009 M

ii) Determinación de [Ca 2+ ]

[IO3-] = 2S

[Ca2+]=S

[Ca2+]= [IO3-]

2[Ca2+]= M

2[Ca2+]= M ± M

Δ[Ca2+] = ∂[Ca2+] . Δ[IO3-]

∂[IO3-]

Δ[Ca2+] = Δ[IO3-]

2Δ[Ca2+] = M

2Δ[Ca2+] = M = S

iii) Determinción de Kps

7


Kps=4S3

Kps=4x ( )3

Kps= ±

ΔKps= ∂ Kps . ΔS ∂SΔKps= 12xS2. ΔSΔKps= 12x( )2 . ΔKps=

IV)Experiencia 2

i) Determinación de [IO 3- ]


2-=6[IO3-]xV IO3

-

[IO3-] = [S2O3

2-]x f x V S2O32-

6 xV IO3-

[IO3-] = 0,1 M x x 8,2ml

6 x 10,00ml [IO3

-] = M ±0,00009 M

Δ[IO3-] = ∂[IO3

-] . ΔV S2O32- + ∂[IO3

-] . ΔV IO3-

∂V S2O32- ∂ IO3

-

Δ[IO3-] = [S2O3

2-] . . ΔV S2O32- + V S2O3

2- x [S2O32-] . ΔV IO3

-

6 xV IO3- (6 xV IO3

-)2

Δ[IO3-] = 0,1M x 0,05ml + 8,2ml x 0,1M x 0,02ml

6 x 10,00ml (6x 10,00ml)2

Δ[IO3-] = 0,00009 M

ii) Determinación de [Ca 2+ ]

[IO3-] = 2S

[Ca2+]=S

[Ca2+]= [IO3-]

2[Ca2+]= M

2[Ca2+]= M ± M

8


Δ[Ca2+] = ∂[Ca2+] . Δ[IO3-]

∂[IO3-]

Δ[Ca2+] = Δ[IO3-]

2Δ[Ca2+] = M

2Δ[Ca2+] = M = S

iii) Determinción de Kps

Kps=4S3

Kps=4x ( )3

Kps= ±

ΔKps= ∂ Kps . ΔS ∂SΔKps= 12xS2. ΔSΔKps= 12x( )2 . ΔKps=

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