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Facultad de Química, U.N.A.M. Práctica 5 “Equivalentes y normalidad” Introducción La concentración de una disolución se refiere a la cantidad de soluto que hay en una masa o volumen determinado de solución o solvente. Puesto que términos como concentrado, diluido, saturado o insaturado son inespecíficos, existen maneras de expresar exactamente la cantidad de soluto en una disolución. Molaridad (M): Indica el número de moles de soluto disuelto en cada litro de disolución. Molaridad = moles de soluto / litros de solución M = mol soluto / L solución Normalidad (N): es el número de equivalentes de soluto contenidos en un litro de disolución. Normalidad = equivalentes gramo de soluto / litros de solución N = equivalentes g soluto / L solución Los equivalentes de soluto dependen del tipo de reacción que ocurre. Para reacciones entre ácidos y bases, el equivalen ten es la masa de acido o base que dona o acepta exactamente un mol de protones (iones hidrógeno) +

•

Equivalente de un ácido: Es la cantidad de moles de H de ácido cuando se disuelve en agua.

proporcionado por un mol

•

Equivalente de una Base: Es la cantidad de moles de OH proporcionados por un mol de base cuando se disuelve en agua.

•

Equivalente de una Sal: Es la cantidad de moles de cargas positivas proporcionada por un mol de sal al disolverse en agua.

Objetivos Obtener la normalidad a partir de la molaridad de cada sustancia, así como reconocer y analizar las relaciones en cada neutralización respecto a la normalidad del ácido y de la base. Hipótesis La relación estequiométrica y la relación por el número de equivalentes de los iones es al final la misma cantidad de mL que se utilizarán. Resultados Tabla 1. Relación de volumen, M y N del H2SO4 y el NaOH

H2SO4 0.1 M = 0.2 N 5 mL

NaOH 0.1 M = 0.1 N

H2SO4 0.05 M = 0.1 N 5 mL

NaOH 0.1 M = 0.1 N

V1

V2

V3

Vprom

Relación V(ácido):V(base)

11 mL

11 mL

10.9 mL

10.96 mL

1:2

V1

V2

V3

Vprom

Relación V(ácido):V(base)

5.2 mL

5.2 mL

5.2 mL

5.2 mL

1:2

Tabla 2. Relación de volumen, M y N del H3Cit y el NaOH H3Cit 0.1 M = 0.3 N 5 mL

NaOH 0.1 M = 0.1 N

H3Cit 0.33 M = 0.01 N 5 mL

NaOH 0.1 M = 0.1 N

V1

V2

V3

Vprom

Relación V(ácido):V(base)

15.4 mL

15.4 mL

15.3 mL

15.34 mL

1:3

V1

V2

V3

Vprom

Relación V(ácido):V(base)

5.6 mL

5.6 mL

5.7 mL

5.63 mL

1:1

Tabla 3. Relación de volumen, M, N del KMnO4 y el FeSO4 KMnO4 0.1 M = 0.5 N 2 mL

FeSO4 0.1 M = 0.1 N

KMnO4 0.02 M = 0.1 N 2 mL

FeSO4 0.1 M = 0.1 N

V1

V2

V3

Vprom

Relación V(MnO4-):V(Fe2+)

9.7 mL

9.8 mL

9.8 mL

9.76 mL

1:5

V1

V2

V3

Vprom

Relación V(MnO4-):V(Fe2+)

1.8 mL

1.8 mL

2.2 mL

1.9 mL

1:1

Tabla 4. Relación de volumen, M, N del KMnO4 y el Na2C2O4 KMnO4 0.1 M = 0.5 N 2 mL

Na2C2O4 0.1 M = 0.2 N V1

V2

V3

Vprom

Relación V(MnO4-):V(Na2C2O4 )

5.1 mL

5.1 mL

5.1 mL

5.1 mL

2:5

Vprom

Relación V(MnO4-):V(Na2C2O4)

2.1 mL

1:1

KMnO4 Na2C2O4 0.05 M = 0.1 N 0.02 M V1 V2 V3 = 0.1 N 2 mL 2.1 mL 2.1 mL 2.1 mL Cuestionario 1

1. Completar y balancear las reacciones de neutralización llevadas a cabo: H2SO4 + 2NaOH  Na2SO4 + 3H2O H3Cit + 3NaOH  Na3Cit + 3H2O 2. ¿Cuál es la relación de volúmenes entre el ácido (sulfúrico o cítrico) y la base cuando se neutraliza una disolución de base con una disolución de ácido de la misma normalidad? La relación es de 1:1, reaccionando proporcionalmente 3. ¿Cuál es la relación de volúmenes entre el ácido (sulfúrico o cítrico) y la base cuando se neutraliza una disolución de base con una disolución de ácido de la misma molaridad? Depende de la estequiometria de la reacción. Cuestionario 2 1. Completar y balancear las reacciones de neutralización llevadas a cabo: 2KMnO4

+

10FeSO4

+

8H2SO4



2MnSO4

+5Fe2(SO4)

+

2KSO4

+

8H2O

2KMnO4 + 5H2SO4  SO2 +K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O 2. ¿Cuál es la relación de volúmenes entre el oxidante y el reductor (Fe 2+ ó C2O42-) cuando se hacen reaccionar disoluciones de la misma normalidad? La relación es 1:1 porque tienen la misma normalidad. 3. ¿Cuál es la relación de volúmenes entre el oxidante y el reductor (Fe 2+ ó C2O42-) cuando se hacen reaccionar disoluciones de la misma molaridad? La relación de volúmenes corresponde a la relación estequiométrica. Preguntas a responder al final de la sesión 1. ¿Cuál es la relación de volúmenes entre el ácido y la base cuando se neutraliza una disolución de base con una disolución de ácido de la misma normalidad? La relación es 1:1 cuando se tiene la misma normalidad. 2. ¿cuál es la relación de volúmenes entre el ácido y la base cuando se neutraliza una disolución de base con una disolución de ácido de la misma molaridad? Esa relación está indicada por la estequiometria de la reacción entre el ácido y la base que estemos utilizando.

Discusión de resultados Es ciertos casos hubo una ligera variación entre los resultados obtenidos teóricamente y los experimentales, aunque en otro la diferencia fue mayor igual no estuvo tan alejada del valor obtenido teóricamente, esto se debe a ciertos descuidos que se tuvieron a la hora de realizar la practica como la preparación de la disoluciones o la mala medición entre otras cosas. En cada una de las tablas se puede observar que si ocupamos la misma sustancia pero con diferente molaridad, esta influirá en el volumen que se utilizara para neutralizar. Conclusiones Por lo expresado en la discusión de resultados, se tiene un margen de error en cada neutralización el cual es estos casos no fue mucho, a pesar de esto se alcanzaron los objetivos ya que el margen de error es similar en todas las reacciones por lo que sí se puede observar la diferencia de volúmenes respecto a la molaridad de la sustancia, así como la hipótesis si se comprobó ya que la relación estequiométrica y la relación por el número de equivalentes de los iones es al final la misma cantidad de mL que se utilizo. Referencias bibliográficas http://www.uia.mx/campus/publicaciones/quimanal/pdf/3calculoscomunes.pdf https://quimicamedusac.files.wordpress.com/2013/05/semana-09-2012-clase.pdf