PREPARACIÓN DE SOLUCIONES

Ana M. Rivera1, Camila A. Galán2

UNIVERSIDAD DE BOGOTÁ JORGE TADEO LOZANO

RESUMEN

El preparar soluciones en química implica tener de forma clara términos como los son el concepto de lo que es una solución, tipos de soluciones y en especial para este caso, las formas de expresar una concentración de una solución en donde el soluto puede ser sólido o líquido, para disponer de una solución con ciertas condiciones es importante realizar de forma correcta los cálculos pertinentes en donde se tiene en cuenta la concentración, el pH, el volumen y peso en gramos si es sólido el soluto según sea el caso. En esta práctica se llevó a cabo la preparación de distintos tipos de soluciones a ciertas concentraciones se usó el NaOH y el HCl ambas con una concentración de 0,02 N.

Por otra parte, se realizaron tres titulaciones la primera, con biftalato de sodio hasta neutralizar con el NaOH, cada valoración se realizó tres veces para ratificar que el volumen gastado del NaOH, excepto en la muestra problema en donde se utilizó el vinagre que en su mayor cantidad se encuentra compuesto por el ácido acético y finalmente, se realizó una valoración del HCl con el NaOH hasta neutralizarse completamente tomando una coloración rosa claro que ya se había presentado en las valoraciones anteriores indicando que la muestra contenida en el Erlenmeyer ya se encontraba neutralizada.

Palabras claves: concentraciones, normalidad, moralidad, peso, volumen, titulación, fenolftaleína, coloración y neutralización.

INTRODUCCIÓN

Una solución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias, el soluto es la sustancia de menor cantidad y el disolvente es la sustancia que se encuentra en mayor cantidad.

En química también se diferencian las disoluciones por su capacidad para disolver al soluto. Una es la disolución saturada en donde esta contiene la máxima cantidad de un soluto que se disuelven en un disolvente en particular, a una temperatura específica, una disolución no saturada tiene menor cantidad de soluto que la que es capaz de disolver y un tercer tipo de

solución sobresaturada en donde hay más soluto que el que puede haber en una disolución saturada [1].

La concentración de una disolución se conoce como la cantidad de soluto presente en una cantidad dada de disolvente, o en una cantidad dada de disolución. Las unidades de concentración pueden clasificarse en unidades físicas y en unidades químicas.

Unidades físicas de concentración

a) Porcentaje peso a peso (%p/p ó %m):indica el peso de soluto por cada 100 unidades de peso de solución.

porcentaje referido a lamasa= masa del solutomasa de lasolución

∗100

masa de solución=masa del soluto+masa del solvente

b) Porcentaje volumen a volumen (%v/v): hace referencia al volumen de soluto por cada 100 unidades de la solución.

%vv=

volumendel soluto (mL)volumende la disolución (mL )

∗100

c) Porcentaje peso a volumen (%p/v):indica el número de gramos de soluto que hay en cada 100mL de solución.

%mv

=masade soluto (g)

volumende la disolución(mL)∗100

d) Partes por millón (ppm):a menudo se expresa la concentración de una disolución muy diluida en partes por millón que se define como:

ppm=masa soluto (g)

masa disolución(g)∗106

Ó

ppb=masa de soluto(mg)masa solución(Kg)

Ó

ppm=masa soluto(mg)

volumendisolución(L)

e) Partes por billón: en el caso de soluciones aún más diluidas, se usan partes por billón que se define como:

ppb=masa soluto(g)

masa disolución(g)∗109

Ó

ppb=masa soluto (μg)

masa disolución(Kg)

Ó

ppb=masa soluto(μg)

volumendisolución(L)

Unidades químicas de concentración

a) Fracción molar(X):

Fracciónmolar del componente=moles del componente (solvente o soluto)

moles totales de todos los componentes

Xsoluto+ Xsolvente=¿

b) Molaridad (M): es la unidad de concentración más utilizada que relaciona la cantidad de moles de soluto que hay por litro de solución.

M= moles de solutolitrosde solución

c) Molalidad (m): se define como el número de moles de soluto por Kg de disolvente

m= moles desolutoKg dedisolvente

d) Normalidad(N): el número equivalente contenidos en litros [2].

N=¿equivalenteL

Por otro lado, una disolución es el procedimiento que se hace para preparar una disolución menos concentrada a partir de una más concentrada, con las diluciones se obtiene la alícuota que es una muestra líquida de un patrón que se va a someter a algún análisis. La titulación o valoración es un método para determinar la cantidad de una sustancia presente en la solución [3].

MATERIALES

Tabla n°1 materiales y reactivosMATERIALES REACTIVOS

3 Erlenmeyer de 250 mL HClUna probeta de 100 mL NaOHUna bureta de 50 mL Biftalato de potasioUn balón aforado de 500 mL Fenolftaleína3 pipetas graduadas: una de 20 mL, otra 10 mL y una de 1mLUna pinza para bureta1 soporte universal

MÉTODOS

PREPARACIÓN DE SOLUCIONES

Solución de HCl 0,02N

Se realizaron primero los cálculos pertinentes para determinar cuánto volumen es necesario para preparar una solución de 500mL 0,02N a partir del HCl concentrado. En este caso se tuvieron que tomar 1mL de HCl se mezclo con agua y luego se llevó a un balón aforado de 500mL en donde se lleno de agua hasta el nivel de enrase.

Solución de NaOH 0,02N

Al realizarse los cálculos se encontró que se tenía que pesar 0,4 de NaOH y se mezclaba con agua, luego se llevaba a un balón aforado de 500mL y se realizaba el mismo proceso anterior con el HCl

Valoración del NaOH 0,02N

En base en los cálculos realizados se requerían 0,06 g de biftalato de sodio se mezclaba con 50mL de agua destilada, se añadían 2 gotas de fenolftaleína se valoraba con el NaOH.

Valoración de HCl 0,02 N

Se tomaron de 10 a15mL de HCl 0,02N se colocaron en Erlenmeyer de 100 mL y se adicionaron 3 gotas de fenolftaleína y 50mL de agua destilada. Se coloco el hidróxido valorado en la bureta y se fue agregando poco a poco hasta esta tomar una coloración rosa pálido.

Valoración de la muestra problema (vinagre-ácido acético)

Se tomaron 5mL de vinagre y 2 gotas de fenolftaleína luego, se llenó la bureta de NaOH y se llevó a cabo la valoración hasta que esta muestra estuviera neutralizada.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En las preparaciones de soluciones se encontró que en base a los cálculos realizados y que tan bien están, así mismo se obtendrá una solución con las condiciones requeridas.

En la valoración del hidróxido de sodio 0,02N con el biftalato de sodio el volumen gastado de NaOH fue de 15.5 mL por la tanto la concentración de la mezcla que se encontraba en el Erlenmeyer tenía una concentración era de 6,2∗10−3 y esto es posible conocer mediante la

siguiente ecuación: C1∗V 1=C2∗V 2

Cuando se realizó la valoración del HCl 0.02N y se realizaron 3 veces la misma valoración para ratificar se encontró que el volumen del NaOH gastado para que el HCl fuera neutralizado era de 11,9 mL. Finalmente la última valoración que se realizó fue a la del vinagre que en su mayor parte se encuentra compuesto por el ácido acético entonces, se añadió 5mL de este con unas cuantas gotas de fenolftaleína y se titulo con el NaOH 0.02N preparado anteriormente y se encontró que el gasto de NaOH fue de 9,3 mL por lo tanto la concentración del vinagre era de 0,03 N. Que coincide con la literatura ya que el vinagre puede contener del 3% al 5% en una muestra de vinagre dependiendo que tan concentrada es.

CONCLUSIONES

A través de estos procedimientos experimentales se logró comprender y se aprendió a determinar la concentración de sustancias mediante el uso de formulas, estos valores se tales como, el pH, el volumen o peso son posibles determinar mediante el uso de instrumentos en el laboratorio.

Por otro lado se pulió aún más el hecho de preparar soluciones a partir de un ácido o una base (HCl y NaOH).

También la titulación por método volumétrico permite evaluar la concentración desconocida del ácido acético (CH3COOH) a través de la concentración ya conocida del hidróxido de sodio (NaOH), es decir, lado la cantidad de dicha base necesaria para reaccionar cuantitativamente con esa disolución ácida.

El punto final de la titulación es llamado es llamado punto de equilibrio que puede conocerse gracias a los indicadores, los cuales pueden variar sus concentraciones físicas dependiendo del tipo de solución presente.

Al tener conocimiento de la concentración desconocida, se determina el porcentaje masa - volumen.

El punto final la titilación se puede determinar cualitativamente uniendo las soluciones de ácido acético e hidróxido de sodio hasta producirse el color rosa pálido, en donde se encuentran cantidades iguales de equivalentes de ácido y base.

BIBLIOGRAFÍA

[1] Chang y college. Química. Bogotá: Mc Graw Hill, 2002.pp(612-614)

[2] Brown T., lemay y Bursten. Quimica la ciencia central. 7ed. Mexico: Pearson- Prentice Hall, 1999. Pp(407-4017)

[3] Bailey, S.Philip.Quimica.Quinta edición, 1995, Pearson educación, pp257