• Author / Uploaded
• Ibrahim NuRe

Citation preview

Manual de Laboratorio de Química Técnica.

CICLO II-2013

PRÁCTICA Nº 4: “Solubilidad y Velocidad de disolución” 1. OBJETIVOS.  Que los estudiantes reconozcan e identifiquen los factores que afectan la solubilidad y la velocidad de disolución.  Que los estudiantes determinen la solubilidad de un compuesto en diferentes clases de disolventes.  Que los estudiantes utilicen las pruebas de solubilidad en diferentes disolventes para la selección del disolvente ideal en la recristalización de un sólido.

2. FUNDAMENTO TEÓRICO. 2.1 Generalidades. Una solución es una mezcla homogénea formada por una o mas sustancias puras en menor proporción llamadas solutos, disueltos en otra sustancia pura en mayor proporción llamada solvente. Por lo que:  Soluto: Sustancia disuelta en un disolvente para formar una solución; normalmente es el componente de una solución que se encuentra en menor cantidad.  Solvente o disolvente: En una solución, es el componente que existe en mayor cantidad. La solubilidad de una sustancia se define como la cantidad de soluto que se disuelve en una cantidad establecida de solvente a una temperatura determinada. Para describir la solubilidad, se emplea con frecuencia los términos miscible e inmiscible. Los pares de líquidos que se mezclan en todas proporciones se dice que son miscibles, y los líquidos que no se mezclan se denominan inmiscibles. Se dirá que un sólido es soluble en un disolvente cuando al mezclarlos forman una fase homogénea (generalmente en una relación de 0.1 g de soluto en máximo 3 ml de disolvente). El disolvente ideal para recristalizar una sustancia es aquel en el que el soluto es poco soluble en frío y muy soluble en caliente. Para predecir la solubilidad de una sustancia en otra se deben considerar tres factores:  Naturaleza del soluto y del solvente: La solubilidad de un sólido en un disolvente está relacionada con la estructura química de ambos y por lo tanto con sus polaridades. En general podemos decir que lo semejante disuelve a lo semejante. Las sustancias covalentes polares o iónicas tienden a ser miscibles o

1

Manual de Laboratorio de Química Técnica.

CICLO II-2013

solubles con otra sustancias polares. Las sustancias no polares tienden a ser miscibles con otras sustancias no polares.  Temperatura: Para la mayor parte de los sólidos disueltos en líquidos al aumentar la temperatura aumenta la solubilidad por otra parte, la solubilidad de los gases en los líquidos disminuye al incrementar la temperatura.  Presión: La solubilidad de un gas en un líquido es directamente proporcional a la presión de ese gas sobre la solución. La velocidad con la que disuelve un sólido está determinada por:

 Tamaño de la partícula: Para que un sólido se disuelva en un solvente, la superficie de este tiene que estar en contacto con el disolvente; y los cristales más pequeños se disuelven con mas rapidez que los grandes.  Temperatura: En la mayor parte de los casos la velocidad de disolución de un sólido aumenta con la temperatura, por lo que a mayor temperatura, mayor velocidad de disolución.  Agitación o mezclado: El efecto de la agitación o mezclado es un proceso cinético. A mayor agitación de un sólido en un líquido mayor velocidad de disolución.  Concentración de la disolución: Esta propiedad se refiere a la cantidad de soluto disuelto en la solución, y se expresa en término cualitativos o en términos cuantitativos.

3. EQUIPO Y            

REACTIVOS.

Equipo 10 Tubos de ensayo. 1 Probeta de 10 ml. 2 Beaker de 250 ml. 1 Beaker de 50 ml. 3 agitadores de vidrio. 1 Trípode y malla de asbesto. 1 gradilla para tubos. 1 espátula metálica. 1 Mechero Bunsen. 1 Frasco lavador (Pizeta). 1 gancho de ropa. 1 Balanza granataria.

         

Reactivos o Sustancias Bebida gaseosa (1 lata). Sulfato de cobre II pentahidratado (CuSO4.5H2O) en cristales grandes. Sulfato de cobre II pentahidratado (CuSO4.5H2O) pulverizado. Sacarosa, Azúcar (C12H22O11). Permanganato de Potasio (KMnO4) Dicromato de Potasio (K2Cr2O7). Acetona. Etanol. Agua Destilada. Un guacal con hielo/ tres grupos.

4. PROCESO EXPERIMENTAL. 4.1 Factores que afectan la solubilidad. 4.1.1. Efecto de la naturaleza del soluto y disolvente.

2

Manual de Laboratorio de Química Técnica.

CICLO II-2013

1. Coloque en tres tubos de ensayo un pequeña cantidad (Aprox. 0.1 gramos) de Dicromato de Potasio (K2Cr2O7). 2. Agregue en cada tubo 1 ml. del disolvente correspondiente: Acetona, Agua y Etanol; agite y observe. (Prueba de solubilidad en frío). 3. Si los cristales no se han disuelto, repita el Procedimiento agregando de mililitro en mililitro hasta completar 3 ml. Si el sólido no se ha disuelto, es insoluble en frío; si se ha disuelto es soluble en frío. Anotar observaciones y contestar las preguntas en sus Hojas de reporte. 4.1.2. Efecto de la presión. 1. Observar y anotar en sus Hojas de reporte que es lo que ocurre cuando se destapa una bebida carbonatada fría. Contestar las preguntas sugeridas en las Hojas de reporte. 4.1.3. Efecto de la temperatura.

1. Verter aprox. 50 ml. de la bebida carbonatada en un beaker de 250 ml. y calentar flameando, sin ebullir, hasta que deja de producir burbujas.

2. Anotar observaciones y contestar las preguntas en sus Hojas de reporte. 4.2 Factores que afectan la velocidad de disolución. 4.2.1 Efecto de la agitación.

4.2.1.1. Permanganato de Potasio.

1. En dos tubos de ensayo, limpios y secos, colocar agua destilada hasta la mitad del tubo.

2. En igual cantidad, agregarles a ambos, unos cristales de Permanganato de Potasio (KMnO4).

3. En la gradilla dejar en reposo uno de los tubos y en el otro tubo agitar con la varilla de vidrio hasta que se disuelva. Observar cual se disuelve primero. Anotar observaciones en sus Hojas de reporte. 4.2.2. Efecto del tamaño de la partícula.

1. En dos tubos de ensayo colocar agua destilada hasta la mitad de su capacidad.

2. En uno de los tubos colocar un cristal grande de Sulfato de cobre II pentahidratado (CuSO4.5H2O) y en otro colocar una cantidad aproximadamente igual de la misma sustancia pulverizada.

3. Agitar los tubos vigorosamente con el agitador. 4. Anotar observaciones y contestar las preguntas en sus Hojas de reporte.

3

Manual de Laboratorio de Química Técnica.

CICLO II-2013

4.2.3. Efecto de la temperatura.

4.2.3.1. Sacarosa.

1. Colocar agua destilada en dos tubos de ensayo hasta la mitad. 2. Agregar en cada tubo pequeñas cantidades iguales de sacarosa (azúcar).

3. Calentar cuidadosamente uno de los tubos y comparar con el otro tubo. 4. Anotar observaciones y contestar las preguntas en sus Hojas de reporte.

¡Advertencias !  Cuando se calientan sustancias contenidas en un tubo de ensayo o beakers, no se debe apuntar la boca del tubo o beaker al compañero o a sí mismo, ya que pueden presentarse proyecciones del líquido caliente.  En el efecto de la agitación, utilizar 2 ó 3 cristales de Sulfato de Cobre II pentahidratado pulverizado (CuSO4. 5H2O).

4

Manual de Laboratorio de Química Técnica.

CICLO II-2013

Hojas de Reporte:

Practica No. 4 “Solubilidad y Velocidad de disolución” Nombre:

Fecha:

Nº de Grupo de Laboratorio:

4.1 FACTORES QUE AFECTAN LA SOLUBILIDAD. 4.1.1. Efecto de la naturaleza del soluto y disolvente. a) Observaciones: DISOLVENTE ACETONA ETANOL

AGUA

Solubilidad en frío

b) Responda: 1) ¿En cuál disolvente es soluble el Dicromato de Potasio?

2) ¿Considera que influye la naturaleza del disolvente en la solubilidad del soluto?

4.1.2. Efecto de la presión. a) Responda: 1) Dé una explicación de lo que observó al destapar la bebida carbonatada.

5

Manual de Laboratorio de Química Técnica.

CICLO II-2013

2) ¿Qué sucede con el volumen del gas antes y después de destapar la bebida carbonatada?

3) ¿Cómo influye la presión en la solubilidad del gas?

4) Explicar si el gas presenta mayor solubilidad cuando la botella está tapada o destapada

4.1.3. Efecto de la temperatura. a) Observaciones: BEBIDA Antes de Calentamiento CARBONATADA

Después de Calentamiento

Observaciones Solubilidad del gas

b) Responda: 1) ¿Cómo se ve afectada la solubilidad de un gas al aumentar la temperatura?

4.2 FACTORES QUE AFECTAN LA VELOCIDAD DE DISOLUCIÓN. 4.2.1. Efecto de la agitación. a) Observaciones:

6

Manual de Laboratorio de Química Técnica.

TUBO

SOLUTO

SOLVENTE

Agitando Sin agitar

KMnO4 KMnO4

H2O H2O

CICLO II-2013

TIEMPO DE DISOLUCIÓN (Rápido o Lento)

b) Responda: 1) ¿Se disolvió completamente el cristal que no se agitó? 2) De qué manera la agitación afecta la velocidad de disolución

3) Explicar qué factor está afectando la velocidad de disolución de la sustancia en estudio.

4) Establecer la relación entre:  Este factor y el tiempo de disolución.

 Este factor y la velocidad de disolución.

4.2.2. Efecto del tamaño de la partícula. a) Observaciones: SUPERFICIE DE TUBO SOLUTO SOLVENTE CONTACTO 1

CuSO4. 5H2O

H2O

Cristales Grandes

2

CuSO4. 5H2O

H2O

Pulverizado

TIEMPO DE DISOLUCIÓN (Rápido o Lento)

b) Responda: 2) Identificar el factor que está afectando la velocidad de disolución del sólido:

7

Manual de Laboratorio de Química Técnica.

CICLO II-2013

3) Establezca la relación entre:  Este factor y el tiempo de disolución.

 Este factor y la velocidad de disolución.

4.2.3. Efecto de la temperatura. a) Observaciones: TUBO

SOLUTO

SOLVENTE

A temperatura ambiente

Sacarosa

H2O

Calentado

Sacarosa

H2O

TIEMPO DE DISOLUCIÓN (Rápido o Lento)

b) Responda: 1) ¿Cómo afecta la temperatura la velocidad de disolución del disolvente?

2) Identificar el factor que está afectando la velocidad de disolución del sólido:

3) Establezca la relación entre:

 Este factor y el tiempo de disolución.

 Este factor y la velocidad de disolución.

8