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    Laboratorio de Qumica General

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    UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

    FACULTAD DE QUIMICA E INGENIERIA QUIMICA

    E.A.P. INGENIERIA QUIMICA

    Laboratorio de Qumica General

    Prctica de Laboratorio N9

    SOLUBILIDAD Y PRODUCTO DE SOLUBILIDAD

    INTEGRANTES

    Dagnino Reyes Eric Bryan

    Pineda Jimnez Gianella Luca

    PROFESOR:

    Enrique Guzmn Lezama

    Fecha de realizacin: 03 de Noviembre

    Fecha de entrega: 10 de Noviembre

    2014II

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    NDICE

    Introduccin..3

    Objetivos...4

    Resumen...5

    Marco Terico..6

    Especies Ionicas.....6

    Solubilidad...8

    Producto de solubilidad.8

    Detalles experimentales10

    Anlisis de resultados...13

    Cuestionario16

    Conclusiones..18

    Recomendaciones.19

    Bibliografa..20

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    INTRODUCCIN

    Las sustancias no se disuelven en igual medida en un mismo disolvente.Con el fin de poder comparar la capacidad que tiene un disolvente paradisolver un producto dado, se utiliza una magnitud que recibe el nombre desolubilidad. La capacidad de una determinada cantidad de lquido paradisolver una sustancia slida no es limitada. Aadiendo soluto a un volumendado de disolvente se llega a un punto a partir del cual la disolucin noadmite ms soluto (un exceso de soluto se depositara en el fondo delrecipiente). Se dice entonces que est saturada. Pues bien, la solubilidad deuna sustancia respecto de un disolvente determinado es la concentracinque corresponde al estado de saturacin a una temperatura dada .La

    solubilidad depende de la temperatura; de ah que su valor siempreacompaado del de la temperatura de trabajo .En la mayor parte de loscasos, la solubilidad aumenta al aumentar la temperatura. En otros, sinembargo, la disolucin va acompaada de una liberacin de calor y lasolubilidad disminuye al aumentar la temperatura.

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    RESUMEN

    La solubilidad y producto de solubilidad mantiene una estrecha relacin entre

    ellas, ya que solubilidad es la cantidad de soluto presente por determinado

    volumen de sustancia; mientras que el producto de solubilidad, es la constante

    cual indica el producto de las concentraciones molares de los iones

    constituyentes de un determinado compuesto. Se observa que el nivel de

    solubilidad de determinados compuesto vara acorde a diferentes factores

    como la temperatura el cual interviene de forma inversa a la solubilidad del

    producto, en esta novena entrega de la prctica, se pone en mencin la

    importancia de la determinacin de solubilidad del Ca(OH)2 el cual se

    experimenta a diferentes temperaturas, as se recopila informacin que elvolumen gastado de H2SO4 disminuye al disminuir la temperatura, como a

    70C, 60C y 50C,en donde el volumen gastado es de 4,7mL,3,4mL y 3,2mL

    respectivamente. Observndose as que su nivel de solubilidad disminuye.

    Seguido a ello se determina la constante experimental del producto de

    solubilidad, de los diferentes pares de soluciones; observndose a formacin

    de sus precipitados se disuelvan. Esto quiere decir que se busca la

    concentracin exacta de las sustancias que al mezclarse ya dejen de producir

    precipitado alguno, en el caso experimental presente esto se obtiene luego de

    diluir la concentracin inicial cuatro veces.

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    MARCO TERICO

    Especies inicas

    Para poder distinguir una especie inica, debemos recordar sus propiedades. Enprimer lugar, se define especie inica como aquel compuesto que est unido porun enlace inico. El enlace inico est presente cuando entre 2 tomos o complejoatmico haya una diferencia de electronegatividad2. Se sabe que en la realidadno existe un compuesto 100% inico ni 100% covalente, sino que estn en ciertoporcentaje, como por ejemplo en el caso de NaC, se tiene que este compuestotiene 8.1% de naturaleza covalente y 91.9%naturaleza inica. Esto se debe a queslo podemos trabajar con probabilidades, y estos porcentajes corresponden a la

    probabilidad encontrar este compuesto en el estado correspondiente. Entonces, siun compuesto tiene ms de un 50% de naturaleza inica, entonces se dice que esun compuesto inico. Si un compuesto tiene ms de un 50%de naturalezacovalente, entonces se dice que es covalente. Un enlace inico se producecuando una especie (tomo o conjunto de tomos) es ms electronegativa que laotra. En estos casos se produce un desplazamientode la nube electrnica,produciendo que los electrones pasen mstiempoalrededor de una especie quede la otra, lo cual causa que una especie est ms cargada negativamente y laotra positivamente, lo cual conduce a que se produzca una polaridad en lamolcula. Esta polaridad es lo que caracteriza a un enlace inico. Las propiedadesfundamentales de los compuestos inicos son:

    1. Todos son slidos en condiciones normales (25C y 1 atm)2. Son solubles en H2O (y otros solventes polares)3. Sales fundidas son conductoras de electricidad4. Soluciones con sales disueltas tambin son conductoras5. En estado slido NO son conductoresLos compuestos inicos se pueden dividir en 2 grupos: electrolitos fuertes yelectrolitos dbiles. Los electrolitos fuertes son aquellas que se ionizan casi al100%, y los electrolitos dbiles son aquellas que slo un 5% de todo el compuestosumergida en agua se disuelve. De los electrolitos dbiles, o sales pocos solubles,ser nuestro tema de estudio.Estos compuestos, al ser sumergidos en un medio acuoso se disocia formando

    iones mediante una ruptura heteroltica, ie, el compuesto ms electronegativoatrae hacia l los electrones compartidos en el enlace si se le compara con su

    vecino, menos electronegativo.

    Ejem: NaCl

    NaC(s) H2O > NaCNa+(ac)+C-(ac)

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    En la figura anterior los son los electrones que est compartiendo cada tomo. Al

    mezclar la sal en agua, sta se disocia y se rompeel enlace (sealada en la

    flecha), donde el cloro se llevalos dos electrones del enlace, donde uno es del

    cloro y el otro es del sodio, creando as los iones Na+ y C -

    cuando se disocian. Esto sucede en los compuestos inicos, ya que se tiene queuna especie es ms electronegativa que la otra (donde generalmente la otra esms bien electropositiva, lo cual significa que tiene una tendencia a perderelectrones para quedar ms estables), lo que genera una mayor atraccin de loselectrones hacia esa especie en vez de la otra. Esto no sucede con loscompuestos covalentes, ya que en este caso, ambos compuestos tiene unaelectronegatividad similar, lo cual significa que ambos atraen a los electrones conla misma fuerza,luego, en la disociacin, el electrn de cada compuesto se vacon su correspondiente compuesto o tomo. Estos compuestos son prcticamenteinsolubles en lquidos apolares como por ejemplo el benceno o octano (gasolina),esto se debe a que, como la sal es un compuesto polar, se necesita de 2 polospara poder romper el enlace que los mantiene unidos, sin embargo, loscompuestos apolares slo tienen 1 polo, lo cual slo podran tirarde el poloopuesto de la sal y el otro polo no tiene quien lo tire para separar la sal. Sitomamos el caso anterior, donde se mezcla cloruro de sodio en agua, la polaridaddel agua rompeel enlace inico y luego envuelve lo iones con la zona de cargacorrespondiente del agua, como muestra la figura siguiente:

    Ahora que entendemos la qumica de esta disociacin, procederemosa la parte

    fsica y experimental cuando ocurre un equilibrio.

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    SOLUBILIDAD

    Se denomina SOLUBILIDAD de un compuesto a la mxima cantidad del mismo

    que puede diluirse en un determinado volumen de disolvente; corresponde a lacantidad de soluto presente en una disolucin saturada (aquella que se encuentraen equilibrio con un exceso de soluto).La solubilidad de un compuesto dependede la temperatura: es una caracterstica de cada soluto para cada valor detemperatura. Cuando un soluto se disuelve, se rompe su red cristalina, venciendolas fuerzas de atraccin que mantienen unidos a los iones. Es necesario superar laenerga de red, y esto se consigue con la hidratacin(atraccin entre los iones ylas molculas de agua).En general, la energa de hidratacin es menor que laenerga de red, por lo que el proceso de disolucin es casi siempre exotrmico. Decualquier modo, la relacin entre los dos tipos de energa determina que uncompuesto sea ms o menos soluble.

    SALES POCO SOLUBLES Y PRODUCTO DESOLUBILIDADUna de las aplicaciones ms sencillas en un equilibrio qumico es el hallar laconcentracin de una sal poco soluble. Por ejemplo, si tomamos la disociacin delcloruro de plata en un medio acuoso, tenemos lo siguiente:

    AgCl(s)Ag+

    (ac)+ Cl+

    (ac)

    donde, al ser alcanzado el equilibrio, se llega que se ha disuelto slo1,67x10-5mol. Aunque esta cifra pueda parecer insignificante para uno, este valor puede serde gran importancia dentro de un laboratorio. Por esta razn, es de intersencontrar las solubilidades de distintas sales mediante expresiones cuantitativas.

    Para ello, procederemos a determinar la constante de equilibrio de la reaccinanterior:K= [Ag

    +][Cl

    -]

    [AgCl(s)]

    pero, recordando que la concentracin de un slido es una constante, entoncespodemos definir una nueva constante:

    Ksp= [Ag+][Cl

    -]

    Esta nueva constante es el producto de solubilidad de la sal cloruro de plata

    (AgC). El producto de solubilidad es el producto entre la concentracin de losiones formados por la sal poco soluble. Entonces, tambin podemos decir queesta constante nos puede decir cun soluble es una sal, al obtener numricamenteuna cantidad. Con esto, podemos decir que: a mayor Ksp implica mayorsolubilidad, y a menor Ksp implica menor solubilidad. Como consecuencia,tenemos que la constante de equilibrio de la reaccin anterior es el producto de lasconcentraciones de los iones disueltos en el medio acuoso. Por esta razn, se le

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    ha llamado constante de producto inico, o ms comnmente producto desolubilidad.

    1. Soluciones concentradas de electrolitos no son soluciones ideales, y lasexpresiones sencillas de la constante de equilibrio no son aplicables, sino que hayque buscar modelar de otra forma estas soluciones no-ideales con una rigurosidadmayor.2. En problemas de anlisis qumico, se aprovecha la diferencia de solubilidadentre 2 sales (o ms) poco solubles, donde tiene ms valor lo deducido con laconstante de equilibrio.3. Debido a la baja concentracin, lo que implica pequeas cantidades desustancias que intervienen, no se puede calcular directamente la solubilidad deestas sales, sin embargo, se puede detectar pequeas cantidades de iones

    sueltos mediante la medicin de voltaje de una pila electroqumica. Estasmediciones dan directamente el Ksp de la sal, y con esto se puede determinar lasolubilidad de la sal en juego.

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    DETALLES EXPERIMENTALES

    A) Variacion de la solubilidad del hidrxido de calcio con la temperatura

    En esta experiencia se determin la solubilidad del Ca(OH)2en agua a las

    temperaturas de 95C, 90C, 80C, 60C, 40C y 35C.

    1. Instalar la bureta en el soporte universal con la solucin de H2SO4

    0,1N para la titulacin.

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    2. Colocamos sobre la cocinilla, un vaso de 500 ml, conteniendo 250

    ml de solucin saturada de Ca(OH)2con soluto no disuelto,

    calentamos y medimos la temperatura hasta q el termmetro

    registre 95C, tomamos con la pipeta de la parte clara, un

    volumen de 10 ml y trasvasamos a un matraz.

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    3. Inmediatamente titulamos con la solucin de H2SO40,1 N usando

    como indicador la fenolftalena, anotamos el volumen gastado.

    4. Repetimos la misma operacin cada una de las temperaturas

    indicadas y anotamos el volumen gastado de la titulacin.

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    ANLISIS DE RESULTADOS

    Tabla de temperatura y volumen gastado de cido sulfrico.

    Temperatura(C) 95C 90C 80C 60C 40C 35CVolumengastado deH2SO4 (0,118N)

    6,3 ml 3,8 ml 2,6 ml 2,7 ml 2,8 ml 2,9 ml

    Ca(OH)2 + H2SO4(ac) CaSO4(ac) + 2H2O(l)

    Utilizamos la frmula de equivalencia N1 x V1= N2x V2

    Para 95C

    NCa(OH)2 x 10 ml = 0,118N x 6,3 ml

    NCa(OH)2 =7,434 x 10-2

    N

    Para 90C

    NCa(OH)2 x 10 ml = 0,118N x 3,8 ml

    NCa(OH)2 =4,484 x 10-2

    N

    Para 80C

    NCa(OH)2 x 10 ml = 0,118N x 2,6 ml

    NCa(OH)2 =3,068 x 10-2N

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    Para 60C

    NCa(OH)2 x 10 ml = 0,118N x 2,7 ml

    NCa(OH)2 =3,186 x 10-2

    N

    Para 40C

    NCa(OH)2 x 10 ml = 0,118N x 2.8 ml

    NCa(OH)2 = 3.304 x 10-2N

    Para 35C

    NCa(OH)2 x 10 ml = 0,118N x 2.9 ml

    NCa(OH)2 = 3.422 x 10-2 N

    Pasamos las concentraciones a unidades de g/100ml

    N x PF x 0.1L/100ml

    - 7,434 x 10-2N x 74g/mol x 0,1L/100ml = 5.5 x 10-3 g/100ml

    - 4,484 x 10-2 N x 74g/mol x 0,1L/100ml = 3.6 x 10-3g/100ml

    - 3,068 x 10-2N x 74g/mol x 0,1L/100ml = 2.3 x 10-3 g/100ml

    - 3,186 x 10-2 N x 74g/mol x 0,1L/100ml = 2.4 x 10-3 g/100ml

    - 3.304 x 10-2N x 74g/mol x 0,1L/100ml = 2.4 x 10-3 g/100ml

    - 3.422 x 10-2 N x 74g/mol x 0,1L/100ml = 2.5 x 10-3 g/100ml

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    Tabla y grafica de temperatura y solubilidad (g/100ml)

    Temperatura (C) 95C 90C 80C 60C 40C 35CSolubilidad(g/100ml)

    5.5 x 10-3 3.6 x 10-3 2.3 x 10-3 2.4 x 10-3 2.4 x 10-3 2.5 x 10-3

    Calculando el Kps.

    Ca (OH)2(s) Ca+2

    (ac) + 2OH-(ac)

    Kps = [Ca+2 ][ OH-2

    Kps = S (2S)2 = 4S3

    CONCLUSIN:

    Observamos conforme va disminuyendo la temperatura va aumentndola

    solubilidad, con excepcin de las dos primeras practicas (a 95 y 90C), con lo

    que se concluye que la solubilidad del Ca(OH)2aumenta conforme disminuye

    la temperatura.

    0

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    0 20 40 60 80 100

    Solubilidad (g/100ml)/10-3

    Temperatura (C) 95C 90C 80C 60C 40C 35C

    Producto de solubilidad (kps) 6.6x10-7 1.87x10-7 4.9x10-8 5.5x10-8 5.5x10-8 6.3x10-8

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    CUESTIONARIO

    1.- Defina los sig uientes trm ino s y dar un ejemp lo:

    Solubilidad:es una medida de la capacidad de disolverse unadeterminadasustancia(soluto)en un determinado medio (solvente).

    Implcitamente se corresponde con la mxima cantidad de soluto que se

    puede disolver en una cantidad determinada de solvente a una temperatura

    fija. Puede expresarse en unidades deconcentracin:molaridad,fraccin

    molar,etc.

    Solucion saturada: es aquella que tiene un equilibrio entre el solvente y elsoluto a la temperatura dada. Si se eleva la temperatura habr mayor

    capacidad del solvente de disolver el soluto. Cuando una solucin est

    saturada, esta ya no es capaz de disolver ms soluto y si se agrega ms de

    este, este aparecer como un precipitado, es decir aparecer como slido.

    Neutralizacion:es unareaccin qumicaque ocurre entre uncidoyunabaseproduciendo una sal y agua. La palabra "sal" describe cualquier

    compuesto inico cuyo catin provenga de una base (Na+del NaOH) y cuyo

    anin provenga de un cido (Cl-

    del HCl). Las reacciones de neutralizacinson generalmenteexotrmicas,lo que significa que desprenden energa en

    forma decalor.Se les suele llamar de neutralizacin porque al reaccionar

    un cido con una base, estos neutralizan sus propiedades mutuamente.

    2.-Cul es la fun cin en la solu cin del H2SO4 en la experiencia y po rqu e

    debe ser u na so lucin estandarizada?

    Sirvio para poder neutralizar la base que es el hidrxido de calcio y poder hallar su

    solubilidad.

    3.- Para la t emper atu ra 50C y 10m l de sol uc in s atu rad a de Ca(OH)2 Culfue el gasto de H2SO4?

    NCa(OH)x VCa(OH2) = NH2SO4x VH2SO4

    (#Eq-g Ca(OH)2)/ VCa(OH)2= 0.1 x 5.7x10-3

    #Eq-g = 0.57 x 10-3

    http://es.wikipedia.org/wiki/Sustanciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Sustanciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Solutohttp://es.wikipedia.org/wiki/Solutohttp://es.wikipedia.org/wiki/Solutohttp://es.wikipedia.org/wiki/Solventehttp://es.wikipedia.org/wiki/Solventehttp://es.wikipedia.org/wiki/Solventehttp://es.wikipedia.org/wiki/Concentraci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Concentraci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Molaridadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Molaridadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Molaridadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Fracci%C3%B3n_molarhttp://es.wikipedia.org/wiki/Fracci%C3%B3n_molarhttp://es.wikipedia.org/wiki/Fracci%C3%B3n_molarhttp://es.wikipedia.org/wiki/Fracci%C3%B3n_molarhttp://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_qu%C3%ADmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_qu%C3%ADmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_qu%C3%ADmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cidohttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cidohttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Base_(qu%C3%ADmica)http://es.wikipedia.org/wiki/Base_(qu%C3%ADmica)http://es.wikipedia.org/wiki/Base_(qu%C3%ADmica)http://es.wikipedia.org/wiki/Exot%C3%A9rmicashttp://es.wikipedia.org/wiki/Exot%C3%A9rmicashttp://es.wikipedia.org/wiki/Exot%C3%A9rmicashttp://es.wikipedia.org/wiki/Calorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Calorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Calorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Calorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Exot%C3%A9rmicashttp://es.wikipedia.org/wiki/Base_(qu%C3%ADmica)http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_qu%C3%ADmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Fracci%C3%B3n_molarhttp://es.wikipedia.org/wiki/Fracci%C3%B3n_molarhttp://es.wikipedia.org/wiki/Molaridadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Concentraci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Solventehttp://es.wikipedia.org/wiki/Solutohttp://es.wikipedia.org/wiki/Sustancia
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    La solubilidad es: N x PF x 0.1L/100ml

    = #Eq-g x V x PF x 0.1L/100ml

    = 0.57x10-3

    /10L x 74 x 0.1L/100ml

    Solubilidad (g/100ml) = 4.218x10-3

    4.-A 25C se dan lo s pr oduct os d e solub i l idad (Kps ) de las sig uientes

    sustancias:

    Compuesto Kps [ ] del catin

    en la solucin

    [ ] del anin en

    la solucin

    S= mol/L

    BaF2 1.7x10

    -

    0.75x10

    -

    1.5x10

    -

    0.25x10

    -

    Cu2S 1.6x10-48 1.48x10-16 0.74x10-16 0.74x10-16

    AgPO4 1.3x10-

    1.41x10-

    0.47x10-

    0.47x10-

    5.- Numere los p osibles errores d el experimento :

    Al momento de extraer los mililitros de la solucin de Ca(OH)2 se pudo

    haber extraido un poco de precipitado

    Al momento de extraer mililitros de la solucin de Cu(OH)2puede que no se

    encuentre a la temperatura exacta.

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    CONCLUSIONES

    Al aumentar la temperatura, la solubilidad del Ca(OH)2tambin aumenta.

    Esto se comprueba con el mtodo de titulacin, a medida que se aumenta

    la temperatura se observa que el volumen gastado de H2SO4disminuye,

    por lo tanto la concentracin de Ca(OH)2disminuye.

    El producto de solubilidad Kps expresa el equilibrio entre un slido y sus

    iones en disolucin. Tambin nos indica si una solucin es insaturada,

    saturada o sobresaturada.

    Mediante las disoluciones sucesivas y clculos previos de las

    concentraciones de una solucin se puede determinar el producto de

    solubilidad observando si existe sedimentacin.

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    RECOMENDACIONES

    Tener cuidado con la hornilla al momento de calentar la solucin.

    Tener cuidado con el matraz caliente, no dejas en una zona muy fra

    luego de calentarlo.

    Llenar con mucho cuidado la bureta con el cido sulfrico.

    No dejar el termmetro sobre el recipiente.

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    BIBLIOGRAFIA

    LIBROS

    Raymond Chang, Dcima Edicin.

    Captulo 16 (pg. 712 y 767)

    Qumica, la Ciencia Central. Decimoprimera Edicin, Brown LeMay Bursten

    Capitulo 17 (pg. 718 - 765)

    Qumica Teora y prctica , Walter Cartolin (Pag. 714 - 756)

    ENLACES

    http://www.100ciaquimica.net/temas/tema10/punto3.htm

    http://www.prepa9.unam.mx/academia/cienciavirtual/SEC-

    DISOL/solubilidad.html

    http://quimica.laguia2000.com/conceptos-basicos/producto-de-

    solubilidad-ps-o-kps

    http://catedras.quimica.unlp.edu.ar/correlacion/Info_Promo/Mate

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