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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍA EN ALIMENTOS LABORATORIO DE QUÍMICA CARRERA: Ingeniería en Alimentos ASIGNATURA: Fundamentos de química NIVEL: Primero

PARALELO: “A”

DOCENTE: Ing. Giovanna Castillo AUXILIAR DE LABORATORIO: Ing. Tatiana Ortiz ESTUDIANTE: Jonathan Montoya PRACTICA N°: 6 TEMA:

CELDAS ELECTROQUIMICAS

OBJETIVOS: Objetivo general: Conocer los diferentes procesos para obtener las celdas electroquímicas -

Objetivos específicos:

-

Practicar los diferentes tipos de cálculos que involucren la molaridad y la concentración de ácido-base.

-

Predecir el sentido de una reacción redox teniendo en cuenta los potenciales estándar de electrodo.

DATOS Y RESULTADOS: TABLA N°1. Datos obtenidos en el proceso de alcalimetría. Titulación

Volumen de NaOH utilizado

Molaridad del NaOH

Titulación 1

10

0.1

Titulación 2

10.3

0.097

Titulación 3

8

0.012 PROMEDIO:0.069

Cálculo:

Tabla N°2. Datos obtenidos en el proceso de asimetría. Titulación

Volumen de HCl utilizado

Molaridad del HCl

Titulación 1

7.7

0.129

Titulación 2

8.7

0.114

Titulación 3

10.4

0.096 PROMEDIO: 0.113

Cálculos:

DISCUSIÓN DE RESULTADOS: Al acabar la presente práctica se puede percatar de que la concentración de una solución

depende directamente varios factores como la de molaridad y normalidad, las cuales son propiedades que determinan las características de una solución, con lo cual se puede saber que tan básicas o ácidas pueden ser estas soluciones. En la solución de acidimetría se observó que al medir 10 mL de HCl al 0.1mol/litro, en el matraz vaso precipitado, añadiéndole 3 gotas de fenolftaleína y dejando caer desde el matraz Erlenmeyer la solución (NaOH), el ácido logro cambiar su color de incoloro a un rosa violeta, posterior a ello se calculó la concentración del ácido y se da fin al experimento. CUESTIONARIO: 1. Describir el material volumétrico de precisión utilizado en la preparación de las disoluciones. Matraz aforado

Esta pieza de material de vidrio se caracteriza por un cuello largo con una línea para la medición de un volumen especificado. Los Matraces aforados generalmente son de vidrio de boro silicato. ( Vargas T, 2013)

Pipeta

Las pipetas permiten la transferencia de un volumen generalmente no mayor a 20 ml de un recipiente a otro de forma exacta. Este permite medir alícuotas de líquido con bastante precisión. Suelen ser de vidrio. Está formado por un tubo transparente que termina en una de sus puntas de forma cónica, y tiene una graduación (una serie de marcas grabadas) indicando distintos volúmenes. (Chemfinder , 2001)

Vasos de precipitación El vaso de precipitado es un material de laboratorio que se utiliza para contener líquidos o sustancias, para así poder disolverlas, calentarlas, enfriarlas, etc... (Chemfinder , 2001)

Balones

El balón de destilación se utiliza principalmente para separar líquidos mediante un proceso de destilación. La Destilación es un proceso de separación basado en la diferencia de los puntos de ebullición de los componentes de una mezcla. (Grau C, 1932)

Buretas

Las buretas son unos recipientes de forma alargada, tubulares y están graduados. Las buretas disponen de una llave de paso en su extremo inferior, esto sirve para regular el líquido que dejan salir. ( Vargas T, 2013)

Erlenmeyer

El matraz Erlenmeyer es un recipiente de vidrio que se utiliza en los laboratorios, tiene forma de cono y tiene un cuello cilíndrico, es plano por la base. Se utiliza para calentar líquidos cuando hay peligro de pérdida por evaporación. (Grau C, 1932)

2. Detallar el procedimiento que se aplica para la limpieza y secado del material volumétrico. Todo el material de vidrio se lava primero con agua y jabón y se enjuaga con agua del grifo. A continuación, se lava el material (por arrastre) con agua destilada/des ionizada realizando un mínimo de cuatro enjuagues. El material limpio se deja boca arriba sobre la mesa o boca abajo sobre el papel de filtro. (Biosca Y, 2001) 3. ¿Qué se entiende por soluciones saturadas, insaturadas y sobresaturadas? Soluciones saturadas: en las soluciones en que existe la mayor cantidad de soluto capaz de mantenerse disuelto, a una temperatura estable, en un solvente, se las conoce bajo el nombre de soluciones saturadas. En caso de que se agregue mayor cantidad de soluto, la mezcla superaría su capacidad de disolución. Soluciones insaturadas: estas soluciones, también conocidas bajo el nombre de disolución, son aquellas en las que la masa de solución saturada es, en relación a la del soluto disuelta, mayor para la misma masa de solvente y a igual temperatura. Soluciones sobresaturadas: en dichas soluciones existe una cantidad menor de solución saturada

que

(Hernandez G., 2011)

de

soluto

a

una

determinada

temperatura.

4. ¿Cuáles son las formas más comunes de expresar la relación soluto-solvente? Elabore un cuadro explicativo con sus expresiones y aplicaciones específicas de cada expresión. RELACION SOLU Expresiones

Formulas empleadas

Molaridad

Descripción: INDICA

𝑀𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜

M= 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖𝑜𝑛 Gramo por litro

EL

NUMERTO

DE

GRAMOS Indica la masa en gramos disuelta en cada litro de disolución. Tiene la ventaja de ser una concentración expresada en unidades directamente medibles para el tipo de disoluciones más frecuentes en química (las de sólidos en líquidos).

Tanto por ciento en

Expresa la masa en gramos de soluto

litro

disuelta por cada cien gramos de disolución.

Su

cálculo

requiere

considerar separadamente la masa del soluto y la del disolvente.

Molalidad

Indica el número de moles de soluto disuelto

en

cada

kilogramo

de

disolvente. Como en el caso de la molaridad, la concentración molal de una disolución puede expresarse en la forma 2 m (dos molal) o 0,1 m (0,1 molal) (Jacome V, 2009) 5. Se dispone una solución de HCl al 37% m/m de pureza y d= 1.12 g/ml. Calcular: 

Molaridad de la solución.



Volumen del soluto necesario para preparar 100ml de HCl 0.2 mol/L.

6. Indicar cuales son los materiales y equipos que son esenciales para garantizar la seguridad en el laboratorio. Usar mandil dentro del laboratorio. Usar zapatos cerrados, para nuestra protección.. Usar protección para ojos, lentes cuando se trabaje con productos químicos si son corrosivos o si se manipula material de vidrio. Usar guantes al trabajar con químicos que sea malos para nuestra salud. Usar mascarilla para protección respiratoria, contra polvo o contra productos químicos específicos verificando el filtro adecuado. 7. Explicar cómo se clasifican las sustancias y reactivos químicos de acuerdo a su grado de pureza. Clasificación: En el laboratorio de análisis se utilizan reactivos de calidad analítica que se producen comercialmente con un alto grado de pureza. En las etiquetas de los frascos se relacionan los límites máximos de impurezas permitidas por las especificaciones para la calidad del reactivo o los resultados del análisis para las distintas impurezas. Dentro de los reactivos analíticos pueden distinguirse tres calidades distintas:

Reactivos de grado técnico-industrial Como su nombre lo indica, el uso de estos reactivos está estrictamente limitado a los procesos técnicos de distintas industrias. Estas sustancias pueden tener ciertas impurezas dentro de los límites permisibles; es decir, las suficientes como para no afectar los resultados analíticos o de reacción requeridos en el proceso. Tienen un límite de impurezas más flexible porque están destinados a usarse en grandes procesos de producción y síntesis en rubros como la minería, metalurgia, química inorgánica, agricultura industrial, industrias energéticas y otras dedicadas a la manufactura de productos no destinados al consumo humano. Reactivos químicamente puros (QP) Los reactivos químicamente puros son productos más refinados, puros y costosos que los industriales, pero de una pureza inferior a los reactivos de grado analítico. Por su falta de especificidad en cuanto a grado de pureza exacto y las variaciones propias de cada fabricante, no son recomendables para procesos analíticos donde se deba tener un número referente para conseguir resultados precisos. Estos reactivos están destinados al uso general en laboratorios para estudios simples y resultados que requieran poco detalle. No pueden ser usados en laboratorios clínicos y análisis profundos, por lo que son generalmente empleados con propósitos educativos. Grado Farmacéutico y Alimenticio USP (United States Pharmacopea) o BP (British Pharmacopeia) Cualquier producto o sustancia que esté destinada al consumo humano o ingestión es más delicado y requiere mayores controles en su producción. Por esta razón, las instituciones encargadas de la vigilancia de la salud en todos los países han establecido normas estrictas para el uso de materias primas en la producción y envasado de alimentos y medicamentos; estas normativas, especialmente la americana y la británica, son universalmente aceptadas. Las sustancias químicas destinadas al refinamiento, conservación y producción de alimentos y medicamentos requieren una pureza mucho mayor a la necesaria en procesos industriales pesados y procedimientos comunes de laboratorio; además, los aditivos alimenticios son sustancias con concentraciones más sutiles que el resto. Reactivos químicos para análisis (PA) Estos reactivos, como su nombre lo indica, están destinados a aplicaciones analíticas. Son aquellos cuyo contenido de impurezas no rebasa el número mínimo

de sustancias determinables durante el estudio; pues, de superarlo, los resultados podrían tener interferencias y perderían confiabilidad. Estos son los más usados en la química analítica clásica, tanto cualitativa como cuantitativa. Este término no solo se aplica a compuestos químicos, también es usado para enzimas que puedan desencadenar reacciones químicas para detectar o cuantificar moléculas de interés. Para que una sustancia tenga este grado reactivo, debe ajustarse a los estándares mínimos establecidos por el Comité de Sustancias Reactivas de la Sociedad Química Americana (ACS). Algunos fabricantes y proveedores señalan en sus productos los límites máximos de impurezas permitidas según las especificaciones de la ACS. Grado HPLC (High Purity Liquid Chromatoghaphy) HPLC es el máximo grado de pureza. Son reactivos aún más puros que los anteriores y se destinan para métodos instrumentales especiales que demandan altos requerimientos de pureza. Entre ellos pueden citarse los reactivos de calidad espectroscópica, los reactivos para procesos clínicos y los destinados a métodos cromatográficos. Los productos que se encuentran clasificados en este bloque son aptos para su uso en Cromatografía Líquida de Alto Desempeño. Tienen un grado de confiabilidad tal, que pueden ser usados en investigaciones científicas de educación superior y en laboratorios que contengan sistemas de análisis de altísima productividad y mucho rigor. (Sagrado T., 2001) y (Montufar G., 2005) 8. Definir los siguientes términos: Volumetría de la neutralización.- Las soluciones patrón que se emplean en las titulaciones de neutralización son ácidos o base fuertes ya que estas sustancias reaccionan más completamente con el analito que las correspondientes especies débiles, de manera que se obtienen puntos finales más definidos. Las soluciones patrón de ácidos se preparan por dilución de ácidos clorhídrico, perclórico, o sulfúrico concentrado. Las soluciones patrones alcalinos por lo general se preparan a partir de hidróxido de sodio o potasio sólidos y ocasionalmente de hidróxido de bario. (Skoog G., 1995) Punto de equivalencia.- Para neutralizar la disolución de concentración desconocida se emplea otra de concentración desconocida que se añade lentamente con una bureta, con la que se mide en todo momento el volumen añadido. El punto de equivalencia es detectado por la presencia de un indicador ácido-base, que cambia (vira) de color al pasar el medio de ácido a base o viceversa.

Como los volúmenes manejados en las operaciones volumétricas son de orden de mililitro, se acostumbra a manejar mili equivalentes en lugar de equivalentes, es decir: Nº de mili equivalentes = V (en ml) x N En el punto de equivalencia se cumple que Nº de mili equivalentes de ácido = nº de mili equivalentes de base O expresado de otra forma: (Garcia L., 2011) Punto final.-

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