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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ZARAGOZA

LABORATORIO DE CIENCIA BASICA II

Experimento: Calculo del Kps del Ca(OH)2

Maestra: Erika Vázquez

Equipo: 3

Elaborado por: Gonzalez Moysen Alan Ricardo. Magaña Madrigal Sebastián.

Introducción: Todos los procesos químicos evolucionan desde los reactivos hasta la formación de productos a una velocidad que cada vez es menor, ya que a medida que transcurren hay menos cantidad de reactivos. Por otro lado según van apareciendo moléculas de los productos, estas pueden reaccionar entre si y dar lugar nuevamente a reactivos, y lo hacen a una mayor velocidad, porque cada vez hay más. El proceso continua hasta que la velocidad de formación de los productos es igual a la velocidad de descomposición de estos para formar nuevamente los reactivos. Es decir, se llega a la formación de un estado dinámico en el que las concentraciones de todas las especies reaccionantes (reactivos y productos) permanecen constantes. Ese estado se conoce como equilibrio químico. El valor de Kps indica la solubilidad de un compuesto iónico, es decir, cuanto menor sea su valor menos soluble será el compuesto. También es fácilmente observable que si aumentamos la concentración de uno de los componentes o iones (por ejemplo, añadiendo una sustancia que al disociarse produce ese mismo ion) y alcanzamos de nuevo el equilibrio, la concentración del otro ion se verá disminuida (lo que se conoce como efecto ion común). Hay dos formas de expresar la solubilidad de una sustancia: como solubilidad molar, número de moles de soluto en un litro de una disolución saturada (mol/L); y como solubilidad, número de gramos de soluto en un litro de una disolución saturada (g/L). Todo esto ha de calcularse teniendo en cuenta una temperatura que ha de permanecer constante y que suele ser la indicada en las condiciones estándar o de laboratorio (P=101 kPa, T=25ºC).

Problema. ¿Cuál será el valor experimental de la constante del producto de solubilidad del Ca(OH)2 utilizando una disolución saturada?

Objetivo.  

Determinar experimentalmente el Kps del Ca(OH) 2 Realizar una estandarización: acido fuerte-base fuerte.

Hipótesis. Si obtenemos una disolución saturada de Ca(OH) 2 al titularla con un acido fuerte sabremos cuanto Ca(OH)2 logro reaccionar y de esta manera conocer que cantidad de Ca(OH)2 se disolvió llegando así al kps.

Metodología. 

            



Materiales Parrilla de agitación y calentamiento. Vasos de precipitados de 250 ml Agitador magnético Termómetro Un soporte universal Papel filtro Anillo metálico Bureta de 50 ml Pipeta de 5 ml volumétrica Un embudo de talla corta Papel filtro Espátula Balanza analítica. Tres matraces Erlenmyer de 125 ml Probeta.

     

Reactivos Agua destilada Ca(OH)2 Solución de HCl a .1 N Naranja de metilo Carbonato de sodio. Azul de bromo timol.

Desarrollo. 1.- Lavar, secar y etiquetar el material. 2- Solución saturada de Ca(OH)2 2.1- Verter 50 ml de agua destilada en un vaso de precipitados. 2.2- Agregar la cantidad necesaria de Ca(OH)2 hasta que ya no se disuelva. 2.3 Calentar y agitar la solución 2.4 Agregar la cantidad necesaria de Ca(OH)2 hasta que ya no se disuelva. 2.5 Montar el equipo de filtración. 2.6 Filtrar la solución hasta que no muestre turbidez. 3.- Preparación de HCl a .1 N. 3.1- Medir 100 ml de agua destilada con la probeta y trasvasar al vaso de precipitado. 3.2- De una fracción de ácido clorhídrico medir .85 ml con la pipeta y vertirlos en el vaso de precipitado del paso anterior y agitar. 4.- Estandarización de HCL a .1 N 4.1- Agregar 15 ml de agua destilada a un matraz Erlenmeyer 4.2 Pesar aproximadamente .053 g de Na2CO3 y verterlos en el matraz.

4.3 Agregar dos gotas de naranja de metilo. 4.4 Montar el equipo de estandarización. 4.5 Comenzar estandarización hasta cambio de vire y anotar el gasto. 4.6 Repetir por triplicado. 5.- Fraccionar en dos partes iguales la solución saturada de Ca(OH)2 y etiquetarlas. 6- Agregar a la fracción 1 una gota de azul de bromo timol. 7. Montar el equipo de estandarización. 8. Agregar la cantidad necesaria a goteo de HCl a la fracción 1 hasta que se produzca un precipitado y un cambio de vire y anotar ambos gastos (en caso de que exista un precipitado). 9. Agregar la cantidad necesaria de HCL a la fracción 2 hasta obtener una precipitado (si es el caso). 10**. Montar el equipo de filtración. 11. Filtrar la solución para obtener el precipitado. 12. Dejar secar y pesar en la balanza analítica. 13. Repetir desde el paso 10 con la otra solución.

*** En este experimento no se logró un precipitado, sin embargo se han colocado para la correcta finalización de la metodología. Resultados.

Estandarización del HCl Número. 1

Formula

Sustitución

N=

N=

Resultados .131

gr pp= gr de Na2CO3 V g ps= volumen en L del HCL

2

N=

.130

N=

gr pp= gr de Na2CO3 V g ps= volumen en L del HCL

3

N=

.131

N=

gr pp= gr de Na2CO3 V g ps= volumen en L del HCL

Promedio

.130

Kps con datos obtenidos suponiendo un precipitado de .8g y .0153g Reacción:

2HCl + Ca(OH)2 → CaCl2 + 2H2O Y de la forma: Kps= [ Ca+2][Cl-] Se sabe que:

Ca+2 = 40 g/mol

Cl2- =71g/ mol

y que

Por lo tanto de la reacción se obtiene que

CaCl2= 110g/ ml

1 mol de CaCl2 X=.63 mol

110 g 71 g de Cl2

1 mol de CaCl2 X=.36 mol

– 110 g -- 40 g de Ca+2 Precipitado .0153g .36 Ca – 110g de CaCl2 X= 5.007x10-5 .0153 g CaCl2 +2

Precipitado de .0153g .63 Cl2 110g de CaCl2 X= 8.762x10-5 .0153g

Precipitado de .8g .63 Cl2 – 110g de CaCl2 X= 4.581x10-3 .8g

Contenidos en .045 L

Ca Cl

+2

Para un precitado de .8g = (2.618x10-3) / (.045) = .0581 = (4.581x10-3) / (.045) = .1018

Ca+2 Cl

Para un precitado de .0153g = (5.007x10-3) / (.045) = 1.112x10-3 = (8.762x10-5) / (.045) = 1.947x10-3

Sustituyendo los valores:

Kps Kps con .8g Kps con .0153g

Análisis de Resultados.

Formula [.0581 ][.1018] [1.112x10-32][1.947x10-3] 2

Resultado 3.4363x10-4 2.4075x 10-9

Como se muestra en los resultados expresados no se obtuvo ningún precipitado, con la técnica utilizada, creemos que esto se debió a varios factores; la concentración de HCl, fue mayor por lo que se esperaba que el precipitado se diera más rápido con una concentración de .1 N en comparación con .05 N, la adecuación de este dato termino influyendo en el experimento, de igual manera las unidades empleadas con el método para calcular el kps afecto el resultado final ya que la molaridad pudo haber sido mas adecuada para calcular la solubilidad molar y de esta manera obtener un mejor resultado empleado la siguiente igualdad kps= 4S2. Aunque no se mencionó en la metodología, en la solución que no contenía indicador se agregaron 27 ml de HCl, una cantidad bastante grande en comparación con la solución con indicador en la cual con un gasto de 13.5 ml se apreció un cambio de vire, sin ningún precipitado. Un error aleatorio presente, y que no se pudo comprobar, pero creemos fue el principal culpable, es que el “ácido clorhídrico” que se le proporcionó al grupo, o se encontraba demasiado diluido, o no fue lo que se solicitó, lo cual afectó de manera grave el resultado de la práctica.

Conclusiones:

A pesar de no lograr el principal objetivo, la metodología utilizada no debe sustituirse, en cambio mejorarse, utilizando una solución a .05 M, y utilizando las unidades universales de concentración, calculando las moles de HCl, con la concentración y obtener las moles que de Ca(OH)2 dividirlo entre la alícuota y obtener S ( solubilidad molar) para sustituirlo de la igualdad.

Bibliografía 

M., B. M. (1993). Química de los organismos vivos. México D.F: Limusa.



Brown, Theodore L., LeMay, H. Eugene, Bursten, Bruce E. Química, la Ciencia Central, 7 ed. Pearson Educación, México, 1998.



Chang, Raymond Química, 6ª ed McGraw-Hill, México, 1999. Ebbing, Darrell D. Química General, 5ª ed. McGraw-Hill, México, 1997.

Calculó

Revisó

Aceptó