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• JESUS ALFREDO ROJAS SUAREZ

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SENA

Centro nacional de asistencia técnica a la industria (ASTIN)

Practica Preparación de soluciones

Aprendiz: Karen Camila Escobar Castillo Jesús Alfredo Rojas Suarez Luis Recalde Arias

Ficha: 1619361

Programa de formación: Química Aplicada a la Industria

Instructor: Johnny Aponza

Santiago de Cali – Valle del Cauca.

RESUMEN

En esta práctica de laboratorio, se procedió a La preparación de soluciones diluidas a partir de soluciones liquidas y sólidas. las cuales se desarrollaron por triplicado, se procedió primero a preparar soluciones a partir de reactivos concentrados como el H2SO4 y Na2SO4 para los cuales se hicieron los cálculos previamente. Todas las soluciones se prepararon en Erlenmeyer de 120 ml Los cuales fueron pesados vacíos y con la solución, para poder calcular la densidad de esta, luego de preparar las soluciones se procedió, a la preparación de una solución diluida de H2SO4 con la cual se tomaron 3 ml de la solución antes elaborada y se vertieron en un Erlenmeyer de 120 ml, luego se aforaron las soluciones y se tabularon los cálculos para luego poder expresarlas en todas las concentraciones, M, N, m X etc.

INTRODUCCION

Los reactivos químicos se utilizan ampliamente para uso industrial; la mayoría de ellos contiene muchas impurezas por lo que no se emplean como reactivos de laboratorio. Por lo anterior se Realizaron cálculos involucrados en la preparación de soluciones, como también se Aplicaron técnicas de preparación de soluciones líquidas, a partir de solutos sólidos y soluciones concentradas. Ya que estos procedimientos son los más comunes dentro de los laboratorios. se aplicaron técnicas de pesaje dilución y aforamiento de una solución, para ello se tuvieron en cuenta datos como pureza, concentración, densidad, y peso, Logrando así determinar las concentraciones físicas y químicas de una solución.

OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL -

Emplear técnicas de preparación de soluciones y diluciones líquidas, a partir de solutos sólidos y soluciones concentradas.

OBJETIVIS ESPECIFICOS -

Realizar cálculos involucrados en la preparación de soluciones líquidas.

-

Preparar soluciones por dilución de otras de mayor concentración.

-

Determinar las concentraciones físicas y químicas de las soluciones.

MATERIALES.        

Balón volumétrico de 100 mL o de 50 mL (3) Pipeta volumétrica de 15 mL Pipeta graduada de 10 mL Balanza electrónica Beaker de 250 mL Espátula Agitador de vidrio Frasco lavador.

REACTIVOS.  

Sulfato de sodio (Na2SO4) Ácido sulfúrico concentrado (H2SO4)

METODOLODIA. Para el desarrollo de la práctica, se realizaron previamente los cálculos que involucran la preparación de cada una de las soluciones reportados en las tablas de datos.

Preparación de solución de Na2SO4 0,150 M 1. Se desarrollaron los cálculos previos para preparar 20 mL de solución de Na2SO4 con concentración 0.150M reportados en la tabla 1. 2. Luego se procedió a pesar el balón volumétrico limpio y seco con su respectiva tapa. 3. Se pesó directamente en el balón aforado la cantidad en (g) calculada para la preparación de la solución 4. Se llenó el balón hasta el aforo con agua destilada y se agito para diluir y homogenizar el Na2SO4 5. Se Determino el peso del (balón con tapa + solución). Antes y después de la solución

Preparación de soluciones a partir de reactivos líquidos concentrados.

1. Se realizaron los cálculos necesarios para obtener 120mL de una solución de H2SO4 con concentración 1.00 M. 2. En la campana de extracción con una pipeta se extrajo del reactivo el volumen calculado para preparar la solución 3. Se envaso en el balón el volumen extraído y se llenó el balón hasta el aforo con agua destilada 4. Se agito el balón para homogenizar la solución y se esperó que se enfriara 5. Cuando la solución estuvo lista se tapó y rotulo como H2SO4 1.00 M. para luego llevar a cabo el proceso de dilución

Imagen 1. Recuperado: autoría. Solución H2SO4 1,50

DILUCION H2SO4 al 0,150 M.

0.150 Por último, a partir de la solución de H2SO4 1.00 M, se realizaron los cálculos correspondientes para preparar por dilución la siguiente solución: 120mL de solución de H2SO4 de concentración 0,150 M. 1. Se determinó el volumen necesario de solución 1.00 M necesario para preparar la solución a 0,150 M 2. Se extrajo el volumen necesario de la solución 1,00 M y se puso en el balón aforado el cual se llenó hasta el aforo con agua destilada y se agito para homogenizar la solución 3. Se esperó que se enfriara la solución y se determinó si se generaron alteraciones en ella por último se pesó y se reportaron los datos obtenidos.

Cálculos

Soluciones a partir de sólidos

Peso frasco volumétrico promedio(g) Volumen frasco volumétrico (mL) Peso soluto Na2SO4 promedio(g) Peso frasco + solución promedio(g) Peso solución promedio(g) Tabla 1 Na2SO4

Promedio 23.61g 20mL 0.4336g 44.18g 20.57g

Muestra1 24.85g 20mL 0,4331g 44.88g 20.03g

Solución 1 de Na2SO4 Cálculos: Peso Solución. Peso Frasco + Solución – peso Frasco Volumétrico = SLN.

Realizar los siguientes cálculos Densidad de la solución:

Muestra2 24.57g 20mL 0,4434g 45.73g 21.16g

Muestra3 21.41g 20mL 0,4315g 42.35g 20.94g

Densidad (g/mL)

0.9815g/mL

Calculo Densidad:

℘=

𝑚 𝑉

=

20,57𝑔 20𝑚𝐿

= 1.0285𝑔/𝑚𝐿

Porcentaje peso a peso (%p/p):

Peso soluto Na2SO4 (g) Peso solvente (H2O) (g) Peso solución (g) %(p/p)

0.4336g 20.13g 20.57g 2.11%

Tabla 2 Calculo %p/p: Ste= sln – sto = 20.57g – 0.4336g = 20.13g 𝑷𝒆𝒔𝒐 𝑺𝒐𝒍𝒖𝒕𝒐 𝟎. 𝟒𝟑𝟑𝟔𝒈 ∗ 𝟏𝟎𝟎 = ∗ 𝟏𝟎𝟎 = 𝟐. 𝟏𝟏% 𝒑𝒆𝒔𝒐 𝑺𝒐𝒍𝒖𝒄𝒊ó𝒏. 𝟐𝟎. 𝟓𝟕𝒈

Molaridad (M)

Número eq soluto Na2SO4 (eq-g) (Na2SO4) (eq/mol) Normalidad (eq/L)

2 eq-g N/A. 0.29

Cálculos Normalidad.

𝑁= 20.57gSnNa2So4

𝑒𝑞 − 𝑔 𝑆𝑡𝑜 0.0061𝑒𝑞 − 𝑔𝑁𝑎2𝑆𝑂4 = = 0.29𝑁 𝐿 𝑆𝑛 0.021𝐿𝑆𝑛𝑁𝑎2𝑆𝑂4

1 𝑚𝐿 𝑆𝑛

0.9815𝑔𝑆𝑛

0.4336gStoNa2So4

∗

1 𝐿 𝑆𝑛 1000𝑚𝐿𝑆𝑛

1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎2𝑆𝑜4

142.04𝑔𝑁𝑎2𝑆𝑂4

∗

= 0.021𝐿𝑠𝑛

2 𝑒𝑞−𝑔𝑁𝑎2𝑆𝑂4 1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎2𝑆𝑂4

= 0.0061𝑒𝑞 − 𝑔

Molalidad (m):

Número moles de soluto Na2SO4 (mol) Peso Solvente (H2O) (kg) Molalidad (mol Na2SO4/kg H2O)

0.00305mol 0.02013Kg 1.51m

Cálculos Molalidad: 0.4336gStoNa2So4

1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎2𝑆𝑜4

142.04𝑔𝑁𝑎2𝑆𝑂4

20.13gSte

1𝐾𝑔

1000𝑔

= 0.00305𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎2𝑆𝑂4

= 0.02013𝑘𝑔𝑆𝑡𝑒 𝑚=

0.00305𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎2𝑆𝑂4𝑆𝑡𝑜 = 1.51𝑚 0.02013𝐾𝑔𝑆𝑡𝑒

Fracción molar (X):

Numero de moles de soluto Na2SO4 (mol) Número de moles solvente H2O (mol) Fracción molar de soluto (X)

0.00305mol 1.12mol H2O 0,0027x

Cálculos Fracción Molar: 𝜘=

𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑆𝑡𝑜 0.00305𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎2𝑆𝑂4 0.00305𝑚𝑜𝑙𝑁𝑎2𝑆𝑂4 = = = 0.0027𝑥 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠 0.00305𝑚𝑜𝑙𝑁𝑎2𝑆𝑂4 + 1.12𝑚𝑜𝑙𝐻2𝑂 1.12305𝑚𝑜𝑙 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 1 𝑚𝑜𝑙 𝐻2𝑂

20.13gSte

18𝑔𝐻2𝑂

= 1.12𝑚𝑜𝑙𝐻2𝑂

Porcentaje peso a volumen (%p/v)

Peso soluto Na2SO4 (g) Volumen de solución (mL) %(p/v)

0.4336g 20mL 2.168%

soluciones a partir de reactivos líquidos concentrados Ilustrar los cálculos realizados para hallar el volumen de H2SO4 concentrado:

Molaridad H2SO4 Concentrado (mol/L) Densidad H2SO4 concentrado (g/mL) Molaridad solución de H2SO4 a preparar (mol/L) Volumen de H2SO4 concentrado requerido (mL)

13M 1.0445g/mL 1.0 M 1.065mL

Cálculos Reactivo Líquido Concentrado.

Peso frasco volumétrico promedio(g) Volumen frasco volumétrico (mL) Peso soluto H2SO4 promedio(g) Peso frasco + solución promedio(g)

Promedio 23.44g 20mL 25.23g 44.33g

Muestra1 21.82g 20mL 23.65g 42.79g

Muestra2 22.65g 20mL 24.43g 43.50g

Muestra3 25.83g 20mL 27.62g 46.70g

Molaridad 1 𝑚𝑜𝑙 𝐻2𝑆𝑂4

25.23g∗ 98𝑔 𝐻2𝑆𝑂4

= 0.26𝑚𝑜𝑙 𝐻2𝑆𝑂4 𝑀 =

0.26𝑚𝐻2𝑆𝑂4 0.02𝐿

= 13𝑀.

Densidad.

℘=

𝑚 20,89𝑔 = = 1.0445𝑔/𝑚𝐿 𝑉 20𝑚𝐿

Volumen de H2SO4 requerido. 20mLSnH2SO4*

1 mol H2SO4 1000mL

98g H2SO4

1 mLSnH2SO4

∗ 1 mol H2SO4 ∗ 1.840gSnH2SO4 = 1.065𝑚𝐿 𝐻2𝑆𝑂4

Dilución

Ilustrar los cálculos realizados para hallar el volumen de H2SO4 1.00M requerido para preparar una solución 0.150M. Determinar:

2Molaridad inicial (mol/L) Volumen H2SO4 1.00M (mL) Molaridad final (mol/L) Normalidad final (eq/L)

Peso frasco volumétrico promedio(g) Volumen frasco volumétrico (mL) Peso soluto H2SO4 promedio(g) Peso frasco + solución promedio(g)

1.0 M 1.065mL

Promedio 22.6g 20mL 26.03g 43.01g

Muestra1 21.82g 20mL 24.94g 42.24g

Muestra2 24.57g 20mL 29.19g 45.97g

Muestra3 21.41g 20mL 23.98g 40.83g

Preparación 0.150M 0.02mLSnH2SO4

0.150𝑚𝑜𝑙 1000𝑚𝐿𝐻2𝑆𝑂4

∗

1000𝑚𝐿𝐻2𝑆𝑂4 1 𝑚𝑜𝑙 𝐻2𝑆𝑂4

∗

100𝑚𝐿 98𝑚𝐿

= 3𝑚𝐿 𝐻2𝑆𝑂

Discusión. Solución de Na2SO4 al 0,150 M Mediante el siguiente cálculo se determinó la cantidad necesaria de Na2SO4 para poder preparar la solución al 0,150 M.

20 ml sln ×

1 l sln 1000 ml sln

×

0,150 mol Na2SO4 1 mol Na2SO4

×

1 mol Na2SO4 142,04 g Na2SO4

×

100 g Na2SO4 99 g Na2SO4

=

0,43 g Na2SO4

Al preparar la solución de Na2SO4 0,150 M, se produjo una reacción endotérmica al mezclarse el Na2SO4 con el agua destilada y agitar la solución para mayor homogenización, se pesó directamente en el balón aforado el soluto para tener una mayor precisión y evitar variaciones en el proceso. Al homogenizar el Na2SO4 con el agua destilada en el balón se observa que suelen quedar grumos de la sal en el fondo del balón los cuales deben ser disueltos en su totalidad esto se genera ya que el balón presentaba humedad y esto hace que se generen grumos en la sal.

Solución de H2SO4 al 1,00 M

20 𝑚𝑙 𝑠𝑙𝑛 ×

1 l sln 1000 ml sln

1,09 𝑚𝑙 𝐻2𝑆𝑂4

×

1,00 𝑚𝑜𝑙 𝐻2𝑆𝑂4 1 𝑙 𝑠𝑙𝑛

×

98 g 𝐻2𝑆𝑂4 1 𝑚𝑜𝑙 𝐻2𝑆𝑂4

×

100 𝑔 𝐻2𝑆𝑂4 98 𝑔 𝐻2𝑆𝑂4

×

1 𝑚𝑙 𝐻2𝑆𝑂4 1,840 𝑔 𝐻2𝑆𝑂4

=

Al preparar la solución de H2SO4 0,150 M, se produjo una reacción exotérmica al mezclarse el ácido con el agua destilada y agitar la solución para mayor homogenización, se produce porque el ácido reacciona con la presencia del agua y libera energía en forma de calor en la reacción.

Dilución de H2SO4 0,150 M

𝑉1= 0,150 M ×20 ml =3 𝑚𝑙 𝑠𝑜𝑙𝑛 𝐻2𝑆𝑂4 1,00 M

Al preparar la dilución de H2SO4 al 0,150 M, se produjo una reacción exotérmica al mezclarse la solución de H2SO4 al 1,00 M con el agua destilada y agitar la disolución para ser homogenizada, se produce porque el ácido reacciona con la presencia del agua y libera energía en forma de calor en la reacción.

Conclusión. En esta práctica se identificó como partir de un soluto en estado sólido y un solvente se pueden preparar soluciones en distintas concentraciones y partir de una solución a una determinada concentración se pueden realizar diluciones para obtener una nueva solución a una concentración deseada. También se determinó la variación que tubo cada una de las soluciones y la densidad de estas.

Bibliografía. Aguilar Cordero, J., Covarrubias Herrera , R., & Zamora Martínez , O. (Julio de 2017). UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO - MANUAL DE PRÁCTICAS. Obtenido de http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/manualdelaboratorio_20827.pdf Salas , M., MOHADED, C., & Romero, C. (Marzo de 2015). SOLUCIONES EN QUIMICA Y SUS APLICACIONES PRACTICAS. Obtenido de

http://editorial.unca.edu.ar/Publicacione%20on%20line/CUADERNOS%20DE%20CATEDRA /cesar%20Romero/ACTUALIZACION%20EN%20SOLUCIONES%20Y%20SUS%20APLICACION ES%20PRACTICAS.pdf