PRÀCTICA 5

SOLUCIONES.

1. Competencias.

Al desarrollar la práctica el estudiante debe haber logrado: 1.1. Determinar experimentalmente las relaciones soluto/solvente y soluto /solución en una mezcla homogénea acuosa que contiene un soluto sólido.1.2. Expresar la concentración de la solución en todas las formas posibles (%w/w, %w/v, %v/v M, N, m, ppm), utilizando los datos de las mediciones efectuadas experimentalmente. 1.3. Aprender a calcular la cantidad de soluto y de solvente necesarios para preparar un determinado volumen de solución y la técnica experimental necesaria para ello.1.4. Diferenciar las propiedades intensivas, extensivas, aditivas y no aditivas en las soluciones.

2. Aspectos teóricos.

Una solución es una mezcla homogénea de uno o varios solutos en un solvente. Existen, por lo tanto, soluciones en estados gaseoso, líquido y sólido. El estado físico del solvente determina el de la solución y los solutos también pueden estar presentes en los tres estados.

La concentración de una solución se puede expresar en forma cualitativa (diluida, concentrada, saturada y aún sobresaturada) o en forma cuantitativa expresando la relación soluto/solución (%w/w, %w/v, %v/v, M, N, Xsto), o la relación soluto /solvente (m, ppm).

3. Equipo y Reactivos.

Cápsula de porcelana con su tapa o con vidrio de reloj. Pipeta graduada, pipeta volumétrica, mechero, balanza analítica, beakers, espátula.

Solución de concentración desconocida, de un soluto sólido en agua. Se recomienda una solución de electrolito fuerte que genere varios iones, al disociarse en agua, por ej.de Al2(SO4)3, o de Ca3(PO4)2 ,etc.

4. Parte experimental.

La siguiente secuencia de mediciones le indicará el procedimiento a seguir:

Pesar una cápsula de porcelana + vidrio de reloj. Utilizar la misma balanza analítica para efectuar todas las pesadas. ¿Cual es la incertidumbre en ésta medición?

Pesar lo anterior conteniendo 10 ml de la solución acuosa “problema”, (medidos con pipeta volumétrica). El otro equipo de trabajo, situado en la misma mesa del laboratorio, hará la medición del volumen utilizando pipeta graduada, pero la misma balanza. Procuren ser lo más preciso posible al realizar la medición del volumen. ¿Cual es la incertidumbre en la medición, para c/u de las pipetas?

Calcular la densidad de la solución “problema”. Comparar este ítem con el otro equipo. La diferencia entre las densidades aun cuando pequeña, puede ser significativa a la hora de efectuar los cálculos. ¿Con cuantas cifras significativas debe expresarse este resultado?

Evaporar a sequedad la solución “problema”. (No quite la tapa o el vidrio de reloj para evitar perdida del soluto).

Pesar, en frío, la cápsula + vidrio de reloj + residuo (soluto).

5. Datos y resultados

a. Calcular los gramos del solvente evaporado (H2O). b. Calcular las moles de agua.c. Establecer gramos del soluto residual.d. Calcular las moles de soluto (El rótulo de la solución debe especificar su

fórmula molecular). e. Escribir la ecuación química que establezca la disociación del soluto.

Simultáneamente y mientras la solución “problema “ se evapora y se enfría , cada equipo de trabajo debe : a. Calcular los gramos de Mg(NO3)2 que sería necesario pesar, para preparar

50 mL de una solución acuosa 0.3 m y con densidad 1.02 gr/mL. b. Escribir el procedimiento técnico, o sea cada uno de los pasos, que en

forma secuencial desarrollaría para preparar correctamente la solución anterior.

c. Calcular para esa solución M, N, M del anión NO3- y del catión Mg+2

PREINFORME.

Al finalizar el experimento, el equipo de trabajo entregará un preinforme, debidamente encabezado con el nombre de la práctica, los nombres de los experimentadores, la fecha y hora, y que contenga lo siguiente:

1. La consulta individual de riesgos y normas de seguridad sobre las sustancias químicas que utilizaría en la práctica y el diagrama de flujo sobre el desarrollo de la misma.2. Anexará una copia de las mediciones realizadas, de los cálculos solicitados en la parte experimental y del procedimiento a seguir para preparar correctamente la solución propuesta.

INFORME.Debidamente encabezado, como se indicó en el preinforme, el equipo de trabajo debe presentar el informe que contenga lo propuesto a continuación:

1. Realizar la siguiente matriz sobre la solución “problema”:

Variables soluto solvente soluciónPesoPeso molecular Xmoles-grVolumen XDensidad X

2. Utilizar los datos consignados en la matriz anterior para calcular, en ésta solución:

a. %w/wb. %w/v c. M d. Ne. Xsto f. Xsteg. M catión h. M anióni. m.

3. Calcular el volumen, de la solución anterior, que se necesitaría para preparar 100mL de otra de concentración M/4.

4. Establecer la reacción ácido-base por medio de la cual se obtiene la sal utilizada en la práctica.

5. Calcular los gramos del ácido y los gramos de la base, que se necesitarían para preparar 200mL de una solución donde la concentración de la sal, utilizada en la práctica, fuera 1N, suponiendo un rendimiento del 100% en la reacción de neutralización.

6. Escribir, con todos los detalles matemáticos y técnicos, el procedimiento para preparar 200 mL de una solución acuosa de H2SO4 3M, a partir de otra solución del mismo ácido, pero que tiene una concentración del 90% y una densidad de 1.82gr/mL.

7. Explicar que repercusión tuvo en los resultados, la pequeña diferencia en la densidad de la solución “problema”. Para la explicación, utilice los datos de “otro” equipo de trabajo práctico.

8. Explicar si se alcanzaron o no, a desarrollar las competencias propuestas.

9. Escribir sus conclusiones sobre las dificultades y fortalezas de ésta práctica en el proceso de aprendizaje y sobre la utilidad de la misma