Contenido

Resumen2Resultados3Interpretacin de resultados5Conclusiones6Apndice7Procedimiento7Hoja de datos originales8Muestra de clculo9Determinacin volumen de soluto9Determinacin porcentaje v/v9Determinacin masa de la sustancia10Determinacin de la densidad10Media Aritmtica11Anlisis de error12Desviacin Estndar12Propagacin de error de densidad12Datos Calculados14Bibliografa:16

Resumen

En la prctica nmero tres de laboratorio se procedi a realizar diluciones utilizando una solucin madre compuesta por un soluto (etanol a 95%) y 30% de agua. Esta tiene como objetivo el determinar el porcentaje desconocido en volumen de una solucin etanol-agua.Primero se procedi determinar las densidades y porcentajes en volumen de las diluciones trabajadas y se realiz a una curva de calibracin relacionando estas dos. Posteriormente se calcul la ecuacin de dicha grfica para as poder sustituir la densidad de la solucin y dar a conocer la concentracin desconocida. Esta result ser de 40.10% La prctica se realiz a una presin de aproximadamente una atmsfera y a una temperatura de 22C.

Resultados

Tabla I. %v/v de cada dilucinSolucin MadreAforo% v/v de etanol

101070

71049

51035

4.51031.5

31021

1.2108.4

0100

Tabla II. Densidad de cada dilucinSolucin MadreAforoDensidad

7100.88

5100.90

4.5100.91

3100.92

1.2100.93

0100.95

Tabla III. Desviacin EstndarSolucin MadreAforoDesviacin Estndar

7100

5100

4.5100

3100.005

1.2100.005

0100.005

Grfica I. Curva de calibracin

Tabla IV. Modelo matemticoModelo matemticoCorrelacin

y = -658.05x + 625.77

R = 0.9804

Tabla V. Solucin Desconocida Densidad(g/mL)%v/v

0.8940.10

Interpretacin de resultados

La prctica nmero tres tiene como objetivo principal el determinar el porcentaje en volumen de un componente en una solucin. En esta prctica se trabajaron varias diluciones, es decir reducciones de concentracin. Al inicio se prepar una solucin madre, compuesta por 70% de etanol al 95% y 30% de agua. Asimismo se realizaron diluciones que son mostradas en la primera tabla. En esta se puede notar una disminucin gradual del porcentaje de soluto a medida de aumentar el volumen de agua. La concentracin es disminuida hasta el punto de igualarla a cero. En la segunda tabla se muestran las densidades de cada dilucin preparada en el laboratorio. Se puede notar que al contrario de la tabla uno, estas no van en disminucin, si no en aumento. La densidad menor se encuentra cuando la cantidad de solucin madre es mayor a la de agua, mientras que la mayor est dada donde la cantidad de agua es superior. Esto se debe a que el agua posee una mayor densidad que la solucin madre, afectndola directamente. (Referencia 1, pgina 32) La primera grfica muestra la curva de calibracin del porcentaje en funcin de la densidad de cada dilucin. Se puede observar que los puntos dados en la tabla se comportan de manera lineal. Se utiliz un diagrama de dispersin para determinar si existe una relacin o dependencia entre las variables. El coeficiente de correlacin es de 0.9804, un valor bastante cercano a 1 lo que indica una relacin casi directa entre las variables. (Referencia 2, pgina 488) La tabla IV muestra la desviacin estndar en las diluciones, se obtuvieron datos relativamente pequeos. Sin embargo esto no se debe a una alta precisin en las mediciones realizadas en el laboratorio. Si no a que el instrumento utilizado para la medicin de volmenes, la probeta, posee tan solo dos cifras significativas en su graduacin. Lo que obliga a la aproximacin al decimal ms cercano, perdindose gran cantidad de cifras que afectan el resultado final.

Conclusiones

1. El porcentaje de soluto disminuye a manera de aumentar la cantidad de agua en la dilucin.

2. Mediante la curva de calibracin se logr determinar que los puntos estn dispersos de una manera lineal en la grfica.

3. La precisin en los datos fue afectada por la poca finura en la graduacin de la probeta.

Apndice

Procedimiento1. Se prepar en un baln de 100 ml, una solucin 70 por 100 en volumen de etanol. Esta ser la Solucin Madre (SM). Se utilizaron para medir volumen probetas de 50 ml, para cada uno de los componentes. 2. Se tar una probeta de 10 ml.3. Se midieron 5 ml de la solucin madre.4. Se tom la masa total.5. Se determin la densidad y la temperatura.6. Se realiz la determinacin de la densidad dos veces ms.7. Se hicieron diluciones (ver tabla), utilizando la Solucin Madre y aforando con agua hasta 10 ml, utilizando la probeta de 10 ml que previamente se tar. Para cada solucin derivada se determin la densidad al igual como se hizo en los incisos 3 al 5. Se realiz esto por triplicado.

Tabla VI. Volumen a utilizar de la Solucin Madre S. madre / mLAforo / mLDensidad/ (g/mL)

710

510

4.510

310

1.210

010

7. El instructor proporcion 15 mL de una solucin de concentracin desconocida, posteriormente se determin la densidad, siguiendo los mismos pasos del 2 al 5

Hoja de datos originalesAdjunta al final del reporte.

Muestra de clculo

Determinacin volumen de soluto

Ecuacin No. 1Donde:

Determinacin del volumen de soluto, etanol al 95%, para la primera dilucin.

Determinacin porcentaje v/v

Ecuacin No. 2Donde:

Determinacin del porcentaje v/v para la primera dilucin.

Determinacin masa de la sustancia

Ecuacin No. 3Donde:

Determinacin de la masa de la primera dilucin, en la corrida uno. Utilizando la probeta de 10mL.

Determinacin de la densidad

Ecuacin No. 4Donde:

Determinacin de la densidad de la primera dilucin, en la corrida uno. Utilizando la probeta de 10mL.

Media Aritmtica

Ecuacin No. 5Donde:

Determinacin de densidad media para la primera dilucin, utilizando la probeta de 10mL.

Anlisis de error

Desviacin Estndar

Ecuacin No. 6 Donde:

Determinacin de la desviacin estndar respecto a las densidades en la primera dilucin.

Propagacin de error de densidad

Ecuacin No. 7Donde:

Determinacin de la propagacin de error para la primera dilucin en la corrida uno, utilizando la balanza analtica y probeta de 10mL.

Tabla VII. Incerteza de los instrumentos utilizadosInstrumentoIncerteza

Balanza analtica0.0005g

Probeta0.5mL

Datos Calculados

Tabla VIII. Volumen y porcentaje de solutoSolucin MadreAforoVolumen de soluto mL% v/v

7104.949

5103.535

4.5103.1531.5

3102.121

1.2100.848.4

01000

Fuente: Muestra de clculo ecuaciones1 y 2.

Tabla IX. Masa y densidad de cada dilucinSolucin Madre (mL)Aforo (mL)Masa (g)Densidad (g/ mL)Densidad Media (g/ mL)

7108.7870.880.88

8.8280.88

8.8060.88

5109.0370.900.90

9.0120.90

9.0250.90

4.5109.0530.910.91

9.1020.91

9.0800.91

3109.1220.910.92

9.2090.92

9.1920.92

1.2109.3640.940.93

9.3210.93

9.3440.93

0109.4500.950.95

9.4160.94

9.4980.95

Fuente: Muestra de clculo ecuaciones 3, 4 y 5.

Tabla X. Propagacin de error de la densidadSolucin Madre (mL)Aforo (mL)Propagacin de errorPropagacin de error media

7100.040.04

0.04

0.04

5100.050.05

0.05

0.05

4.5100.050.05

0.05

0.05

3100.050.05

0.05

0.05

1.2100.050.05

0.05

0.05

0100.050.05

0.05

0.05

Fuente: Muestra de clculo ecuacin 5. Anlisis de error ecuacin 7

Tabla XI. Desviacin estndar respecto a la densidadSolucin MadreAforoDesviacin Estndar

7100

5100

4.5100

3100.005

1.2100.005

0100.005

Fuente: Anlisis de error ecuacin 6.

Tabla XII. Solucin desconocidaSolucin Madre (mL)Masa (g)Densidad (g/ mL)Desviacin estndarDensidad Media (g/ mL)%v/v

54.4740.89

0.0050.8940

76.2420.89

108.9630.9

Fuente: - Muestra de clculo ecuaciones 3, 4 y 5. Anlisis de error ecuacin 6. Nota: Para determinar el %v/v se utiliz el modelo matemtico de la tabla IV.

Bibliografa:

1. Chang, R., & Whitten, K. (2004). The Foundations of Chemistry. InGeneral Chemistry(7ma ed., p. 1224). Boston: Houghton Mifflin Harcourt.

2. Jay L., D. (2008). Regresin lineal simple y correlacin. EnProbabilidad y Estadstica para Ingeniera y Ciencias(7a ed., p. 744). Mxico D.F.: Cenage Learning.

3. Theodore L., B. (2014). Reacciones en disoluciones acuosas. EnQumica: La Ciencia Central (12ava ed., p. 1200). Naucalpan de Jurez: Pearson.

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