desarrollo de practica experimental
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en este documento se presenta el desarrollo de una practica experimental en el laboratorio.TRANSCRIPT
INTRODUCCION
En el presente trabajo se da a conocer el procedimiento para la preparación de soluciones a
diferentes concentraciones, se ponen en práctica los conocimientos adquiridos para la
determinación de molaridad y %peso para poder calcular la cantidad de soluto necesaria y corregir
la concentración real con respecto a la teórica.
Para la preparación de solución exacta se utilizó la balanza analítica y el balón volumétrico, que
son parte de los instrumentos que nos permiten la exactitud de las concentraciones.
En el caso de la solución aproximada se utilizó la balanza granataria y el matraz Erlenmeyer que
son parte de instrumentos que no dan mayor exactitud en las medidas, sin embargo su medida es
muy aproximada.
Se elaboran las soluciones siguiendo los pasos descritos en la práctica desde el pesado, pasando
por la transferencia cuantitativa y la homogenización de la solución hasta el envasado de la
solución obtenida y el descarte.
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OBJETIVO
Que el estudiante conozca el procedimiento para la preparación de soluciones, así como también
toda la instrumentación que se necesita en el área de trabajo del laboratorio y que aplique los
conocimientos teóricos en los cálculos necesarios para determinar las cantidades necesarias de
reactivos a utilizar y la determinación de las concentraciones reales.
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RESUMEN
En química analítica es de gran importancia la precisión y exactitud en cualquier procedimiento de
laboratorio, un caso especial es el de la preparación de soluciones a una concentración requerida.
Durante el proceso experimental de preparación de soluciones se disponen de procedimientos,
técnicas e instrumentos que puedan ayudar a lograr este objetivo y así minimizar errores.
Para conocer las técnicas y procedimientos adecuados que deben emplearse se prepararon tres
soluciones.
Solución de dicromato de potasio 0.05 M: esta solución se preparó con concentración
exacta, es decir que fue necesario el uso de balanza analítica, transferencia cualitativa y
secado de solido en estufa (se omitió secado por motivos de tiempo)
Solución cloruro de amonio 0.1 M: la solución fue de concentración aproximada haciendo
uso así de balanza granataria pero si tomando en cuenta las medidas apropiadas como lo
es la transferencia cualitativa
Solución ácido sulfúrico 0.05 M: la particularidad de esta preparación es que se puede
clasificar como disolución liquido-liquido partiendo de un ácido más concentrado que el
obtenido finalmente.
Aun con todas las medidas que se tomaron para reducir errores en el procedimiento experimental
hubo una diferencia entre la concentración preparada y la requerida aproximadamente: 0.094 %
de error para la solución de dicromato de potasio, 0.09 % para el cloruro de amonio y 16 % para el
ácido sulfúrico
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MATERIALES Y MÉTODOS
2 vidrios de reloj de 9 cm de diámetro 1 mortero y pistilo 2 pesa sustancias (beaker o Erlenmeyer de 50 ml, vidrio de reloj o cápsula de porcelana) 1 caja de Petri 1 pinza de extensión 1 matraz aforado de 250 ml 1 agitador de vidrio 1 embudo tallo corto 1 piseta o frasco lavador 1 soporte universal 1 pinza para sostén ó 1 soporte de madera 1 aro metálico 1 Erlenmeyer de 250 ml con tapón esmerilado o 500 ml con o sin tapón esmerilado 1 Erlenmeyer de 50 ml 1 pipeta graduada de 1 ml 1 pipeta graduada de 5 ml 2 Erlenmeyer de 250 ml 1 beaker de 250 ml 1 beaker de 150 ml 1 beaker de 100 ml 3 tubos de ensayo
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PARTE A PREPARACION DE 250ML DE SOLUCION 0.05ML DE K2Cr2O7
El K2Cr2O7 fue previamente pulverizado, con mortero, y pesado en una balanza granataria para ser
calentado en la estufa y que estuviera listo para la realización de la práctica del laboratorio
Para pesar el K2Cr2O7, se utilizó un vidrio reloj como pesasustancia, el cual se lavó previamente, la
pesada se realizó en la balanza analítica, la cual se limpió previamente a su uso para quitar toda
impureza de los alrededores de la misma, se puso el vidrio reloj sobre la balanza y se obtuvo el
pesó del vidrio, 47.3176g para reportar la tara; se agregó el soluto hasta que se aproximó al valor
teórico y cerrando las puertas de la balanza se obtuvo el peso final que fueron 3.6756g de K2Cr2O7
luego se pasó a la mesa de trabajo para la elaboración de la solución.
Se utilizó un balón volumétrico de 250 ml, un embudo y un agitador estos dos últimos para la
transferencia del soluto. Se colocó el embudo sobre el balón y se transfirió el K2Cr2O7 arrastrando
el soluto del vidrio con el agitador, una vez que ya no se puede transferir más con el agitador se
lava el vidrio reloj con agua destilada, del frasco lavador, para asegurarse que todo se ha
transferido al balón volumétrico cuantitativamente de igual manera se lavó el agitador y el
embudo teniendo el cuidado de transferir todo el soluto de dichos instrumentos. Después se
vertió agua destilada poco a poco mezclando la solución en cada ocasión para ir homogenizándola.
Llegando un poco debajo del cuello del balón para luego tener el cuidado de aforar a la marca de
250ml agregando lentamente agua destilada con el frasco lavador y que el menisco se encuentre
tangente a la marca. Luego después se procedió a homogenizar la mezcla agitando e invirtiendo
varias veces el balón volumétrico, se rotula el balón con el nombre de la solución.
Se procede a transferir la mezcla a un recipiente. Lo primero es tener limpio el recipiente con agua
del chorro y detergente luego de esto se lava con agua destilada varias veces para evitar que tenga
impurezas que contaminen a solución, seguidamente se lava con un poco de la solución ya
preparada, en repetidas ocasiones teniendo el cuidado de que la solución toque todo el recipiente
para evitar que haya quedado agua destilada y ésta diluya la solución. Este poco de solución que
su utiliza para lavar el recipiente se descarta en otro recipiente debidamente rotulado como
descarte, esto para evitar descartarlo en el lavado.
Una vez ya limpio el recipiente se procede a transferir la solución para luego rotular con el nombre
de dicha solución, el nombre del alumno que la preparó y la fecha.
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PARTE B PREPARACION DE 250 ML DE NH4Cl 0.1 MPara pesar el NH4Cl, se utilizó un vidrio reloj como pesa sustancia, el cual se lavó previamente, la
pesada se realizó en la balanza granataria, poniéndola a cero, se puso el vidrio reloj sobre ella y se
obtuvo el peso del vidrio, 37.2 g para reportar la tara y obtener el peso del soluto por diferencia;
se agregó el soluto hasta que se aproximó al valor teórico más el del vidrio que fue de 38.53g de
NH4Cl luego se pasó a la mesa de trabajo para la elaboración de la solución.
Se utilizó un matraz Erlenmeyer de 250 ml, un embudo y un agitador estos dos últimos para la
transferencia del soluto. Se colocó el embudo sobre el matraz y se transfirió el NH 4Cl arrastrando
el soluto del vidrio con el agitador, una vez que ya no se puede transferir más con el agitador se
lava el vidrio reloj con agua destilada, del frasco lavador, para asegurarse que todo se ha
transferido al matraz Erlenmeyer cuantitativamente de igual manera se lavó el agitador y el
embudo teniendo el cuidado de transferir todo el soluto de dichos instrumentos. Después se
vertió agua destilada poco a poco mezclando la solución en cada ocasión con movimientos
circulares para ir homogenizándola. Llegando un poco debajo de la marca de 250 ml del matraz
Erlenmeyer para luego tener el cuidado de aforar hasta la marca agregando lentamente agua
destilada con el frasco lavador. Luego después se procedió a homogenizar la mezcla agitando con
el agitador de vidrio y movimientos circulares.
Se procede a transferir la mezcla a un recipiente. Lo primero es tener limpio el recipiente con agua
del chorro y detergente luego de esto se lava con agua destilada varias veces para evitar que tenga
impurezas que contaminen a solución, seguidamente se lava con un poco de la solución ya
preparada, en repetidas ocasiones teniendo el cuidado de que la solución toque todo el recipiente
para evitar que haya quedado agua destilada y ésta diluya la solución. Este poco de solución que
su utiliza para lavar el recipiente se descarta en otro recipiente debidamente rotulado como
descarte, esto para evitar descartarlo en el lavado.
Una vez ya limpio el recipiente se procede a transferir la solución para luego rotular con el nombre
de dicha solución, el nombre del alumno que la preparó y la fecha.
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PARTE C Preparación de disoluciones de concentración aproximada por
dilución
Se hizo el cálculo respectivo de la cantidad de H2SO4 comercial con 96.4% de pureza y densidad de
1.84g/ml más 10% de exceso que haría falta para preparar 250 ml de solución el resultado fue de
0.7064ml teórico.
Se procedió con la preparación de la solución, ya conociendo la cantidad necesaria de H2SO4 se
tomaron 5ml de ácido comercial con la pipeta graduada, y se colocaron en un Beaker de 50ml,
siguiendo el procedimiento adecuado, tomando un agitador de vidrio y vertiendo el ácido, de tal
manera que éste se deslice por medio del agitador de vidrio.
Se colocaron 50 ml de agua destilada en un matraz Erlenmeyer de 250ml, para luego con una pipeta graduada agregarle 0.8 ml de H2SO4, se agrega más del valor teórico para que la solución no quede con una concentración menor a la teórica, luego de esto se fue agregando poco a poco agua destilada, agitando suavemente de manera circular para ir homogenizando la solución cada vez que se le agrega agua destilada; hasta llegar a la marca de 250 ml del matraz Erlenmeyer.
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DISCUSIÓN DE RESULTADOS
Parte A Preparación de disoluciones de concentración exacta por pesada directa (solución solido en líquido).Preparación de 250 ml de solución 0.05M de K2Cr2O7Tabla de resultados
PREPARACIÓN DE SOLUCIÓN DE DICROMATO DE POTASIO 0.05 M
Tipo de Solución: Exacta: ___X_____ Aproximada: ________
Fórmula: K2Cr2O7 P.M.:294.189 Pza.: Masa Teórica: 3.6774 g
A B C
Tara (g) 47.3176
T+M (g) 50.9932
Muestra(g) 3.6756
vol. Final (ml) 250
Molaridad (mol/L) 0.04996
Alícuota (ml)
Los gramos de soluto teóricos se calculan de la siguiente manera:
0.05moles1000ml sln
∗294.189gr de K 2Cr2O7
1mol∗250ml sln=3.6774 gr K 2Cr 2O 7
Esta cantidad es la que se necesita para 250 ml de solución a 0.05M teóricamente, pero como se
sabe hay muchas circunstancias por las que no se puede pesar exactamente eso, sin embargo en
este caso como se utiliza la balanza analítica se aproximan mucho los gramos pesados
Los gramos que se pesaron fueron 3.6756 g de K2Cr2O7 el error absoluto que se obtuvo fue de tan
solo: Ea=3.6774−3.6756=0.0018g de K 2Cr 2O 7
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Para obtener una concentración molar real de
3.6756 gde K 2Cr 2O 7∗1mol294.189gr de K 2Cr 2O 7
=0.012494 gr K2Cr2O7250mlsln
=0.04996M
Obteniendo un error absoluto de
Ea=0.05−0.04996=0.00004M
A la hora de preparar la solución y homogenizarla se notó que se tornó de un color amarillento
fuerte sin aparentes cambios de temperatura o generación de vapores.
La reacción que se lleva a cabo es:
K2Cr2O7(l )+H2O(l)❑↔2CrO4 (l)
2−¿+2H (ac)+¿+2K( ac)
+¿¿ ¿¿
Parte B Preparación de disoluciones de concentración aproximada por pesada directa (solución de solido en liquido) Preparación de 250 ml (originalmente es 200 pero hubo una corrección) de NH4C, 0.1M Tabla de resultados
PREPARACIÓN DE SOLUCIÓN DE DICROMATO DE POTASIO 0.05 M
Tipo de Solución: Exacta: ________ Aproximada: __X_____
Fórmula: NH4Cl P.M.:53.14915 Pza.: Masa Teórica: 1.3373 g
A B C
Tara (g) 37.2
T+M (g) 38.53
Muestra(g) 1.33
vol. Final (ml) 250
Molaridad (mol/L) 0.0995
Alícuota (ml)
Los gramos de soluto teóricos se calculan de la siguiente manera:
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0.1moles1000ml sln
∗53.4915gr de NH 4Cl
1mol∗250mlsln=1.3373 gr NH 4Cl
Teóricamente es la cantidad de NH4Cl que se necesita para una solución de 250 ml a 0.1 M, en
este caso como el método lo indica es la elaboración de una solución de concentración
aproximada, tanto la pesada como el aforado son aproximaciones por el tipo de instrumento que
se utilizan, que no son tan exactos como los del caso anterior.
En este caso tenemos que la pesada se realizó en una balanza granataria que solo nos da una
precisión de centigramos y el aforado en el matraz Erlenmeyer que no nos permite ver de una
mejor manera el menisco para obtener un volumen exacto.
Todas estas situaciones nos llevan a un mayor grado de error con respecto a las mediciones
exactas.
Los errores encontrados con respecto a los valores teóricos son
Eapeso=1.3373 g -1.33g= 0.0073g
Ea[]=0.1-0.0995=0.0005M
Se notó que la solución, en la preparación y ya preparada, no mostró cambio de color, es decir es
una solución incolora, tampoco hubo cambios de temperatura ni generó vapores.
La reacción de la solución es:
NH4Cl + H2O ⎯→ Cl- + NH4 + + H2O
Parte C Preparación de una disolución de ácido a partir de ácido comercial.
Preparación de 250ml de H2SO4 0.05M
Tabla de resultados
PREPARACIÓN DE DISOLUCIÓN DE ÁCIDO SULFÚRICO 0.05 M
Tipo de Solución: Exacta: ________ Aproximada: __X_____
Fórmula: H2S04 P.M.:98.079 Pza.:0.964 Vol. teorico:0.7ml ρ= 1.84 g/ml
A B C
Alícuota soluto (ml) 0.8
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vol. Final (ml) 250
Molaridad (mol/L) 0.058
Alícuota (ml)
Cantidad teórica necesaria de H2SO4 para preparar 250ml a 0.05 M
0.05moles1000mlSln
∗98.079gr de H 2S 04
1mol∗250 mlSln∗1ml
1.84 gr de H 2 S04∗0.964=0.6423mlH 2 S04
Este resultado se le agrega un 10% de exceso
Alícuota teórica=0.6423*1.1=0.7063 ml H2S04
Como en este caso la solución es de medida aproximada tomaremos un volumen de alícuota de
0.8ml porque el cálculo teórico se excede de 0.7ml entonces calcularemos la molaridad con este
volumen
0.8ml H 2S
04∗1.84 gr de H 2S041ml H 2S04
∗1mol
98.079 gr de H 2S04∗1
0.25<¿∗0.964=0.058M ¿
Esta sería la concentración molar con la que queda la solución.
Los errores absolutos que se presentan en este caso son los siguientes
Eavol=0.8 ml-0.7063 ml= 0.0937 ml
Ea[]=0.05-0.058=0.008M
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CONCLUSIONES
El estudio de las soluciones posee una gran importancia, ya que se puede decir que es la base de la industria química, por un sin número de procesos y productos provienen de los compuestos entre solutos y disolventes, como en el caso de la industria de los alimentos, perfumes, farmacéuticos, pinturas, etc.
La solubilidad en las soluciones, no es solo diluir una sustancia en otra, ya que esto consiste en un proceso quimico-fisico que está sometido a diferentes factores que predominan, como es el caso de la presión y la temperatura.
Para llevar a cabo los objetivos de esta práctica tuvimos que aprender a realizar cálculos de concentraciones en soluciones, manejando ecuaciones, para poder despejar alguna incógnita, que nos ayudara a realizar una mezcla ya planteada, donde debemos notar datos importantes relacionados con el volumen la masa, para realizar porcentajes de reactivos claves para practicas futuras ya que una mala preparación al algún reactivo se relacionara con algún error sistemático
Los resultados obtenidos se deben a errores instrumentales en el caso de la balanza granataria al no calibrar correctamente y a errores operaciones.
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BIBLIOGRAFÍA
Harris, Daniel,); “Análisis Químico Cuantitativo”, Grupo Editorial Iberoamericana S.A. de C.V., 3ª Edición, México.
Skoog D. Y West D., ; “Química Analítica”, Editorial Mc. Graw-Hill S.A., 4° Edición, España
Douglas A. Skoog, Donald M. West, F. James Holler (2005). Fundamentos dequímicaanalítica. Editorial THOMSON, 1184 pp
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ANEXOS
Muestras de cálculos
Parte A
3.6808 g K 2Cr2O70.25 L
∗1mol K 2Cr 2O 7
294.185g K 2Cr2O7=0.050047M
%error= obtenido−teorico
teorico∗100%=0.050047−0.05
0.05∗100%
%error= 0.094%
Parte B
1.0932g NH 4Cl0.2L
∗1mol NH 4Cl
53.49116 g NH 4Cl=0.1021M
%error= obtenido−teorico
teorico∗100%=0.1021−0.1
0.1∗100%
%error= 0.09%
Parte C
Pureza=96% pp
Densidad= 1.84 g/mL
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96g H 2SO 4100 gsln
∗1.84 gsln
mLsln∗1000mL sln
1L∗1mol
98.0796 g =18.0098M
0.8ml H 2S
04∗1.84 gr de H 2S041ml H 2S04
∗1mol
98.079 gr de H 2S04∗1
0.25<¿∗0.964=0.058M ¿
V1N1=V2N2
V2=250mL∗0.05M18.0098M V2= 0.69
0.69 + 10% EXCESO= 0.79ml
* Al medir en la balanza analítica se tomaron cantidades aproximadas y se usaron 4 decimales después del punto.
% error=0.058−0.050.05
x100=16%
FOTOS DE LAS SOLUCIONES.
PARTE A
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PARTE B
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