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LABORATORIO DE QUÍMICA GENERAL II GRUPO 08

SEMESTRE 2021-1

PROFESOR: CARLOS CATANA RAMÍREZ

PRÁCTICA 2 DETERMINACIÓN DE CONCENTRACIONES Y LAS DIVERSAS MANERAS DE EXPRESARLA CALIFICACIÓN: 18/18 = 10 CUESTIONARIO PREVIO 1.- Completar y balancear cada una de las siguientes ecuaciones químicas que corresponden a procesos de neutralización, considerando que reaccionarán todos los hidrógenos ácidos: (3 puntos: 1 punto por cada ecuación). a) HCl + NaOH 𝑎) 𝐻𝐶𝑙 (𝑎𝑐) + 𝑁𝑎𝑂𝐻 (𝑎𝑐) → 𝑁𝑎𝐶𝑙 (𝑎𝑐) + 𝐻2 𝑂 (𝑙) b) 𝐻2 𝑆𝑂4 + NaOH 𝑏) 𝐻2 𝑆𝑂4 (𝑎𝑐) + 2 𝑁𝑎𝑂𝐻 (𝑎𝑐) → 𝑁𝑎2 𝑆𝑂4 (𝑎𝑐) + 2 𝐻2 𝑂 (𝑙) c) 𝐻3 𝐶𝑖𝑡 + NaOH

(LA ECUACIÓN QUÍMICA PUEDE ESTAR REPRESENTADA POR H3Cit o C6H8O7) (La notación H3Cit. Hace referencia a los tres hidrógenos estructurales, presente en el ácido cítrico, que pueden ser disociados en una valoración química (hidrógenos ácidos), sin embargo, en la ecuación química se debe de escribir su fórmula semidesarrollada adecuada, de la siguiente manera: 𝑐) 𝐶6 𝐻8 𝑂7 (𝑎𝑐) + 3 𝑁𝑎𝑂𝐻 (𝑎𝑐) → 𝑁𝑎3 𝐶6 𝐻5 𝑂7 (𝑎𝑐) + 3 𝐻2 𝑂 𝑐) 𝐻3 𝐶𝑖𝑡 (𝑎𝑐) + 3 𝑁𝑎𝑂𝐻 (𝑎𝑐) → 𝑁𝑎3 𝐶𝑖𝑡 (𝑎𝑐) + 3 𝐻2 𝑂

3.- ¿Qué es la acidez libre y la acidez total? (1 punto). Llamaremos acidez libre a la concentración de H+ que se encuentran disociados en una disolución de cualquier ácido HX sea éste fuerte o débil, y acidez total a la concentración molar de ese HX en la disolución. 4.- ¿Qué cantidad de sustancia, en mol de hidrógeno ácido, contiene un mol de cada uno de los siguientes ácidos? (1.5 puntos, 0.5 puntos por cada inciso). a) Ácido clorhídrico HCl : 1 mol de 𝐻 + por cada mol de 𝐻𝐶𝑙 b) Ácido sulfúrico 𝐻2 𝑆𝑂4 : 2 mol de 𝐻 + por cada mol de 𝐻2 𝑆𝑂4 c) Ácido cítrico 𝐶6 𝐻8 𝑂7 : 3 mol de 𝐻 + por cada mol de 𝐶6 𝐻8 𝑂7 5.- (4) ¿Qué es una alícuota? (0.5 puntos). 

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Parte que se toma de un volumen (alícuota líquida) o de una masa (alícuota sólida) inicial, para ser usada en una prueba de laboratorio, cuyas propiedades físicas y químicas, así como su composición, representan las de la sustancia original. Es una fracción (masa o volumen) o proporción que se toma de una masa o volumen mayor, para ser analizada; pues sus propiedades físicas, químicas y su composición representan a las de la sustancia original Es una muestra representativa de una masa o volumen inicial.

8.- ¿Qué información acerca del soluto y la disolución proporcionan las siguientes expresiones de la concentración? (3 puntos). %m/m: Nos indica las cantidades de masa existentes del soluto en 100 unidades de la disolución, regularmente, el porcentaje se escribe en gramos, por lo que sería la cantidad de gramos de soluto presentes en 100 gramos de la disolución. %V/V: Nos indica las cantidades de volumen del soluto en 100 unidades de la disolución, regularmente, el porcentaje se escribe en mililitros, por lo que sería la cantidad de mililitros de soluto presentes en 100 mL de la disolución. %m/V: Nos indica la cantidad de masa existente del soluto en 100 unidades de volumen de la disolución, regularmente, para la cantidad en masa se utiliza gramos y para la cantidad de volumen se utiliza mililitros, por lo tanto, el porcentaje masa/volumen nos diría la cantidad de gramos de soluto en 100 mililitros de la disolución.

9.- ¿Cuál es la concentración en porciento masa/volumen (% m/V) de una disolución de HCl al 37% m/m cuya densidad es 1.18 g / mL? (2 puntos).

(

37 𝑔 𝑑𝑒 𝐻𝐶𝑙 1.18 𝑔 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 43. 66 𝑔 𝑑𝑒 𝐻𝐶𝑙 𝑔 )( )= 𝑋 100 = 43.66% 𝑚/𝑉 ( ) 100 𝑔 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 1 𝑚𝐿 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 100 𝑚𝐿 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 𝑚𝐿

10.- ¿Cuál es la concentración en porciento masa/volumen (% m/V) de una disolución 2 mol/L de HCl? (2 puntos).

(

2 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐻𝐶𝑙 36.5 𝑔 𝑑𝑒 𝐻𝐶𝑙 1 7.3 𝑔 𝑑𝑒 𝐻𝐶𝑙 𝑔 )( ) ( ) 𝑋 100 = ( ) 𝑥 100 = 7.3 % 𝑚/𝑉 ( ) 1 𝐿 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐻𝐶𝑙 10 100 𝑚𝐿 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 𝑚𝐿

Nota. Se adicionó la fracción de un décimo pues el resultado lo expresaba en litros, para expresar el porcentaje se requiere que se encuentre en 100 mL, por lo que se puede hacer una proporción entre 1 litro y 100 mililitros, adicionando este factor.

Utilizando mL de forma directa: (

2 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐻𝐶𝑙 36.5 𝑔 𝑑𝑒 𝐻𝐶𝑙 7.3 𝑔 𝑑𝑒 𝐻𝐶𝑙 𝑔 )( ) 𝑋 100 = ( ) 𝑥 100 = 7.3 % 𝑚/𝑉 ( ) 1000 𝑚𝐿 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐻𝐶𝑙 100 𝑚𝐿 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 𝑚𝐿

CUESTIONARIO PREVIO PREGUNTAS COMPLEMENTARIAS (EXTRAS) a) ¿Qué características tienen los ácidos? (0.5 puntos). Las características o propiedades se derivan de la definición de Arrhenius.  Tienen sabor agrio.  Ocasionan cambios de color en pigmentos vegetales; cambian el color del papel tornasol de azul a rojo.  Reaccionan con algunos metales (Zn, Mg, Fe) para producir hidrógeno gaseoso.  Reaccionan con los carbonatos y bicarbonatos, para formar dióxido de carbono gaseoso.  Las disoluciones acuosas, de los ácidos, conducen la electricidad.

b) ¿Qué características tienen las bases? (0.5 puntos).     

Las características o propiedades se derivan de la definición de Arrhenius. Tienen un sabor amargo. Se sienten resbaladizas. Producen cambios de color en los colorantes vegetales; cambian el color del papel tornasol de rojo a azul. Las disoluciones acosas, de las bases, conducen la electricidad.

c) Investigar las diferentes teorías o definiciones de ácidos y bases (Arrhenius, Bronsted y Lewis). (1.5 puntos; 0.5 por cada teoría). Arrhenius Ácido: Sustancia que libera iones hidrógeno (H+) cuando se disuelve en agua. Base: Sustancia que libera iones (OH-) cuando se disuelve en agua. Nota: Las definiciones de Arrhenius, de ácidos y bases, son limitadas en el sentido de que solo se aplican a disoluciones acuosas. Bronsted Ácido: Donador de protones (H+). Base: Aceptor de protones (H+). Lewis Ácido: Sustancia capaz de aceptar un par de electrones. Base: Sustancia que puede donar un par de electrones. d) ¿Qué es una reacción de neutralización? (0.5 puntos). Es una reacción estequiométrica entre un ácido y una base. Generalmente, en las reacciones acuosas ácido-base se forma agua y una sal. e) ¿Qué es la Normalidad? (1 punto). Es una unidad de concentración y se define:

𝑁= (

# 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 𝑞𝑢í𝑚𝑖𝑐𝑜𝑠 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 ) 1𝐿 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛

f) ¿Qué es un equivalente químico y qué es el peso equivalente? (1 punto). Equivalente químico: número de unidades reactivas presentes en una sustancia. “Peso” equivalente: es la masa en gramos que produciría 1 mol de soluto de especies reactivas en una reacción.

REFERENCIAS: 

Chang, R. (2017). Química. Editorial McGraw Hill.

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Manual de prácticas de laboratorio de química general II. (2020). Práctica 9. Ácidos y bases fuertes y débiles. https://amyd.quimica.unam.mx/course/view.php?id=100