PRÁCTICA # 1. CONOCIMIENTO DEL MATERIAL DE LABORATORIO. NORMAS DE SEGURIDAD. GESTIÓN DE RESIDUOS. PREPARACIÓN

DE DISOLUCIÓN DE NaOH.

Adriana Alexandra Aparicio Ariza 2072399, Nelson Giovanny Martínez Avellaneda 2072391

Grupo G2, subgrupo 2UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICATÉCNICAS DE EXPERIMENTACIÓN PARA INGENIEROS

Es de vital importancia a la hora de comenzar a realizar prácticas en el laboratorio, conocer detalladamente cada uno de los materiales que allí se encuentran y su debida operación. Para el caso de la preparación de disoluciones, fue necesario identificar y diferenciar implementos tales como: peras, pipetas, vidrio reloj, matraces aforados, entre otros, así como los diferentes reactivos a usar. En la industria se utilizan múltiples sustancias químicas para sintetizar los productos que comúnmente conocemos. Sin embargo, la mayoría de estas sustancias no se usan puras, sino que son diluidas en diferentes solventes; de allí la importancia de conocer los aspectos involucrados en la preparación de disoluciones, su concentración, el volumen de solvente necesario, los riesgos de trabajar con estas sustancias, etcétera. Una disolución es una mezcla homogénea de dos componentes: uno en menor cantidad llamado Soluto y otro en mayor cantidad llamado solvente. El más común de este último es el agua y las disoluciones preparadas a partir de ella se llaman acuosas. Conocer la concentración de estas particulares mezclas es de suma importancia y pueden estar dadas en diferentes unidades entre las cuales se encuentra la molaridad, el porcentaje en peso, la normalidad, el porcentaje en volumen, las fracciones molares, entre otras.

OBJETIVOS

Conocer e identificar el material del laboratorioDeterminar la cantidad de hidróxido de sodio (NaOH) que se utilizará para prepara la solución.Preparar una disolución de hidróxido de sodio (NaOH) de acuerdo a las indicaciones de la auxiliar del laboratorio.Tener en cuenta la información suministrada en las fichas de seguridad a la hora de trabajar en el laboratorio.

MATERIALES Y REACTIVOS

Hidróxido de sodio (NaOH) en lentejas.Agua destiladaUna matriz aforada de 100 mL.Una pipeta de 10 mL.Una pera de succión.Un vaso de precipitado de 100 mL.Un vidrio reloj.Un agitador magnético.Un rótulo.

CONCEPTOS IMPORTANTES Y ECUACIONES

Molaridad: Se define como la relación entre la cantidad de soluto y un litro de volumen de disolución.

M= moles de solut oLitros desolución

Porcentaje en peso: Se define como la relación entre masa de soluto y 100 unidades de masa de la disolución.

%pp= masade solutomasa totalde disolución

x100%

PROCEDIMIENTO

Para la preparación de la disolución de hidróxido de sodio (NaOH) 0,1 %p/p, primero que todo se lavaron todos los instrumentos a utilizar con jabón, abundante agua, seguido de agua destilada para eliminar cualquier impureza que pudiera afectar la concentración de la disolución. Después se determinó por medio de cálculos simples la cantidad de NaOH y el volumen de agua necesarios para cumplir la concentración deseada. A continuación se procedió a pesar el vidrio reloj vacio y luego se colocaron lentejas de NaOH hasta completar la cantidad de hidróxido calculada. Con la pipeta se midieron 20 mL de agua destilada para realizar la solución dentro de un vaso de precipitado donde ya se encontraban las lentejas vertidas. El vaso de precipitado fue llevado a un mezclado el cual por acción magnética realizo la operación. Cuando la mezcla estuvo homogénea, se procede a verterla dentro de la matriz aforada de 100 mL, la cual se termina de llenar con agua destilada para alcanzar la

solución con la concentración deseada.

CÁLCULOS Y RESULTADOS Para el cálculo de la cantidad de hidróxido de sodio (NaOH) a utilizar se partió de la concentración a la cual debíamos llegar: 0,1 %p/p

%pp=0,1= g de NaOH

gde solución= gde NaOHgde NaOH+g H 2O

Como dentro de las indicaciones de la auxiliar no se incluía la cantidad de solvente a utilizar, se supuso como base de cálculo 100 mL de solución, lo que permitió encontrar fácilmente que la cantidad de NaOH a diluir era 1 g. Ahora se calcula la cantidad de agua pero en mL:

100 gsln−1 g NaOH=g H 2O→99g H 2OTomando la densidad del agua como 1g/mL se obtiene el volumen de agua necesaria para la solución, que corresponde a 99 mL.

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

En la preparación de la disolución de ácido acético, es posible obtener errores en la concentración bien sea por el lavado ineficiente de los implementos usados o por la medición poco precisa de los volúmenes; a pesar de que nuestra práctica se caracterizó por durar un poco más de lo previsto, ya que procuramos preparar la disolución con la cantidad “exacta” de agua, midiendo de a 10 en 10 mL con la pipeta, no se pueden descartar los errores humanos que se pudieron haber cometido, además de los errores técnicos propios de cada equipos.

PREGUNTAS Y EJERCICIOS

1. Porqué se deben guardar en recipientes tapados las disoluciones de concentración conocida?

RTA// Las Disoluciones se mantienen en recipientes tapados para evitar su contaminación y su evaporación, ya que puede existir una transferencia de masa debido al gradiente de concentración entre el recipiente y el ambiente, y si se altera la composición obtenida, probablemente no podrá ser usada de manera óptima posteriormente.

2. Cuántos gramos de NaOH se requieren para preparar 250 mL de disolución 0,2 M?

M=0,2=molesde Ácido AcéticoLde solución

250mL∗1L1000mL

=0,25 L

0,2M∗0,25 L=0,05mol NaOH

El peso molecular del NaOH es 40 g/mol

0,05molNaOH∗40 g

mol=2g de NaOH

RTA// Se necesitan 2 g de NaOH para preparar 250 mL de solución 0,2M.

3. Explique cada uno de los pasos requeridos para preparar

a) 500 mL de disolución de HCl 1M a partir de HCl concentrado (36%p/p de HCl y densidad 1,18 g/mL)

RTA// Peso molecular del HCl = 36,5 g/mol

( 36 grHCl100g sln )(1,18 g SlnmLsln )=0,4248 g HClmLsln

(0,4248 g HClmL sln )( 1mol36,5g HCl )( 1000mL1L )

Con lo cual se obtiene una concentración de HCl de 11, 638 M

(500ml )×(1M )(11,638M )

=42,96mL

Para preparar la solución de HCl, se deben lavar todos los instrumentos con agua, jabón y agua destilada. Se deben agregar 42,96 mL de HCl concentrado a un vaso de precipitado mediante una pipeta de 10 mL. Se vierte agua destilada sobre el vaso de precipitado, luego se pasa a una matriz aforada de 500 mL y se afora con agua destilada hasta completar dicho valor. Se tapa el balón aforado y se agita varias veces con el fin de que los componentes se compenetren mejor. Se rotula la disolución y por último se lavan los instrumentos usados en la práctica realizada.

b) 2 L de NaOH 0,3M a partir de NaOH del 99,5% de pureza en peso.

0,3M=moles de NaOH2L

→0,6moles NaOH

0,6moles NaOH×40 g

molde NaOH=24 g NaOH

24 g NaOH ( 1gSln0,995 g NaOH )=24,121g Sln

24,121g Sln−24 g NaOH=0,211g Agua

0,211 g Agua(1mL1 g )=0,121mLde AguaLa preparación de esta disolución se realiza de la misma forma que explicó anteriormente. Primero se lavan todos los instrumentos que se van a utilizar con agua, jabón y agua destilada. Se pesa el vidrio reloj vacio y luego se agregan las lentejas de NaOH hasta alcanzar los 24 g para la disolución. Luego se miden los 2 L de agua destilada necesaria, se mezcla con el NaOH mediante un agitador hasta alcanzar homogeneidad y se procede a tapar y rotular el recipiente. Se lavan los instrumentos usados.

4. A qué volumen final deben diluirse 50 mL de NaOH 6 M para obtenerse una disolución de 1M de NaOH?

50mL (6M1M )=300mLRTA// Se debe diluir hasta un volumen de 300 mL.

CONCLUSIONESEsta práctica de laboratorio cumplió sus principales objetivos los cuales concernían en tener un acercamiento favorable a los implementos más utilizados, siguiendo un protocolo de seguridad y preparando satisfactoriamente una disolución de NaOH 0,1% p/p, además que se reforzaron conceptos básicos e importantes involucrados con las soluciones tales como la concentración y las diferentes formas de expresarla.

BIBLIOGRAFÍA

VALENZUELA, Cristóbal. Química General, Introducción a la Química Teórica. 1ª ed. España: Ediciones Universidad Salamanca, 1995. P. 300-302.