INFORME DE LABORATORIO N 8-APREPARACION DE SOLUCIONES II

DANIELA CAMPIO VALENCIA 310508 JENNY DELGADO310516RODOLFO MARTINEZ LARA310533

LABORATORIO DE QUIMICA GENERAL-FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIAFACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA INGENIERIA QUIMICAMANIZALES2011

PREPARACION DE SOLUCIONES II

OBJETIVOS Visualizar el grado de saturacin, instauracin y sobresaturacin de una solucin. Aplicar las tcnicas para preparar soluciones solido-liquido y liquido-solido.

TEORIADefinicin y clasificacinUna SOLUCION se define como la mezcla homognea de una sustancia disuelta llamada SOLUTO, y de un medio en el que este se dispersa llamado DISOLVENTE.Las partculas de soluto que se mueven al azar en el disolvente son submicroscpicas.Si las partculas son suficientemente grandes para reflejar la luz, el sistema es mas un COLOIDE, no una solucin. Las partculas de soluto no se sedimentan en el fondo de un recipiente, ni se pueden filtrar con papel de filtro ordinario o membranas animales. No obstante como as soluciones son mezclas el soluto y el solvente pueden separarse por mtodos fsicos.Las soluciones pueden existir en cualquiera de los tres estados de la materia: solido, liquido y gaseoso.El aire es el ejemplo ms conocido de solucin gaseosa. Las soluciones solidas son relativamente frecuentes sobre todo cuando estn involucrados dos metales, por ejemplo, el oro de 12 kilates es una solucin solida que contiene partes iguales en peso de oro y plata ( el oro puro es de 24 kilates). En las soluciones liquidas, el soluto puede ser gas, solido o liquido.Se han utilizado diversos y diferentes adjetivos para indicar cualitativamente las cantidades relativas de los componentes de una solucin.Una solucin que posea poco soluto disuelto puede llamarse diluida, mientras otra que posea mas soluto podra denominarse concentrada. En unos cuantos casos estos trminos han adquirido significado cuantitativo. Por ejemplo, las soluciones diluidas y concentradas de ciertos cidos y bases, etiquetadas como tales en el laboratorio, especifican en las etiquetas las concentraciones (molaridad o porcentaje peso a peso)y la densidad, as:

SolucinSolutoM(mol/Lt)%P/P (g/ml)

Acido clorhdricoHCl(c) HCl(dll)12637201.181.10

Acido ntricoHNO3(c) HNO3(dll)16672321.421.19

Acido sulfricoH2SO4(c) H2SO4(dll)18396251.841.18

AmoniacoNH3(c) NH3(dll)15628110.900.96

Las concentraciones relativas de las soluciones se expresan a veces mediante el uso de los trminos saturada, insaturada y sobresaturada.Una solucin esta saturada cuando contiene disuelta la mxima cantidad de soluto en un volumen determinado de solvente, a una temperatura dada. La adicin posterior de soluto no se disolver, sino que permanecer como solido en equilibrio con la parte disuelta a dicha temperatura.Cuando se lleva al solvente a aceptar mas soluto que el que normalmente se puede disolver a una determinada temperaturas se dice que la solucin esta sobresaturada. Este tipo de soluciones solo se obtiene con cambios de temperatura y enfriamiento cuidadoso pero son inestables y es posible que la sobresaturacin deje de existir por la deposicin de molculas de soluto sobre una partcula de polvo, sobre las paredes del recipiente, o sobre cualquier otro solido presente. Obviamente el mejor ncleo de cristalizacin lo constituye un fragmento del propio soluto o de otro solido de estructura cristalina semejante. Al introducir esta semilla, los cristales suelen formarse muy rpidamente, hasta dejar una solucin saturada.

Medidas de concentracin de las soluciones

Las propiedades fsicas y qumicas de las soluciones dependen en gran parte de las cantidades relativas de soluto y solvente presentes. Por este motivo, en todo trabajo cuantitativo en que intervengan soluciones es importante expresar las concentraciones. La concentracin de una solucin puede expresarse de varias formas:

ConcentracinDefinicin.Smbolo.Expresin.

% peso a pesoHace referencia al porcentaje peso de soluto/peso de una solucin.% P/P

% peso a volumenIndica el nmero de gramos de soluto que hay en cada 100 ml de solucin. % P/V

% volumen a volumenExpresa el volumen de soluto por cada cien unidades de volumen de la disolucin. % V/V

Molaridad.Es el nmero de moles de soluto contenido en un litro de solucin. M

Normalidad.Es el nmero de equivalentes gramo de soluto contenidos en un litro de solucin. N

Molalidad.Es el nmero de moles de soluto contenidos en un kilogramo de solvente. m

Formalidad.Es el cociente entre el peso molecular(pm) de soluto que hay por cada litro de solucin F

Partes por milln.Se refiere a la cantidad de unidades de la sustancia (agente, etc.) que hay por cada milln de unidades del conjunto.

Fraccin molar.Se define como la relacin entre las moles de un componente y las moles totales presentes en la solucin.

Es posible preparar soluciones con ayuda de un baln volumtrico. El soluto debe estar disponible en un estado de alta pureza, para poder asegurar que una determinada masa, corresponde a un numero definido de moles. En el solvente se disuelve una masa de soluto (generalmente solido) que ha sido determinado con toda exactitud, y la solucin se transfiere completamente (enjuagando) a el matraz; si el soluto es de fcil flujo y se disuelve con dificultad, puede ser introducido directamente en el matraz por medio de un embudo de boca ancha. Se aade entonces solvente hasta llegar un poco debajo de la marca del cuello del matraz. Cuando el soluto queda totalmente disuelto y la solucin se ha mezclado perfectamente, se vuelve a aadir solvente hasta llegar a la marca volviendo a mezclar nuevamente (agitar como mnimo 25 veces). Se tiene entonces un volumen conocido de solucin, de concentracin conocida tambin.

Mtodos de dilucin Muchas de las soluciones con que se trabaja en el laboratorio han sido preparadas a partir de soluciones madres existentes. Hay que tener en cuenta que al efectuarse una dilucin solo cambia el volumen del disolvente, mientras que el numero de moles permanece igual. Esto significa que el numero de moles inicial (1) de soluto debe ser igual al nmero de moles final (2) del soluto.

C1V1 = C2V2Precaucin: La dilucin de un acido o de una base fuerte, libera una gran cantidad de calor. El calor liberado, puede vaporizar gotas de agua a medida que estas se ponen en contacto con el acido (o la base) fuerte, ocasionando salpicaduras que pueden ser peligrosas. Por lo tanto como medida de precaucin, las soluciones concentradas siempre se vierten sobre agua, permitiendo en esta forma que el agua (que est en mayor cantidad) absorba el calor liberado. MATERIALESREACTIVOS

Vaso de precipitados de 250 ml solidosliquidos

Pipeta graduadaNaOHHNO3

Capsula de porcelana MgSO4HCL

ProbetaNaClK2SO4

Embudo y papel de filtroK2SO4agua destilada

Vidrio relojCH3COONa

Tubos de ensayo

Mechero, soporte universal y malla de asbesto

PROCEDIMIENTO

1) Preparacin de una solucin saturada de NaCl y reporte de su concentracin en diversas formas: &P/P ; %P/V; F; M; XNaCl; m; solubilidad (gsto/100grste)

2) Preparar 20gr de solucin de sulfato de magnesio al 3% P/P

DENSIDAD Y CONCENTRACION DE ALGUNAS SOLUCIONES SALINAS Y BASICAS

NaCl % K2SO4 % MgSO4 % NaOH %

1.005 11.011 21.018 21.014 1.2

1.013 21.050 81.060 61.054 5

1.034 51.104 161.104 101.109 10

1.071 101.133 201.148 141.219 20

1.086 121.147 221.196 181.328 30

1.148 201.162 241.220 201.430 40

1.189 251.245 221.525 50

3) Preparacin de una solucin diluida a partir de una concentrada.

DENSIDADES RELATIVAS DE ALGUNOS ACIDOS

HCl % P/P H2SO4 % P/P HNO3 %P/P

1.025 5.151.0 1.030 5.50 1.040 5.96

1.050 10.171.060 10.681.070 10.19

1.100 20.011.120 20.231.150 20.91

1.155 30.551.190 30.881.220 29.84

1.180 35.391.390 35.281.270 35.71

1.195 38.161.410 38.291.600 40.35

1.200 39.111.490 50.711.690 50.11

NOTA: No se realizo este procedimiento por rdenes del profesor.

CALCULOS Y RESULTADOS

1) Reportar en una tabla la concentracin de la solucin saturada en todas sus formas. Mostrar los clculos.

2) Determinar la densidad de la solucin asignada y el porcentaje de error cometido.

3) Hallar la densidad de la solucin acida y determinar el porcentaje de error. Analizar los resultados y hacer las observaciones necesarias para explicar porcentaje de error involucrado. No se realizo el procedimiento por rdenes del profesor.

4) Investigaciones

SOLUBILIDAD La solubilidad es la cantidad mxima de un soluto que puede disolverse en una cantidad dada de solvente a una determinada temperatura. Factores que afectan la solubilidad:Los factores que afectan la solubilidad son: a) Superficie de contacto: La interaccin soluto-solvente aumenta cuando hay mayor superficie de contacto y el cuerpo se disuelve con ms rapidez (pulverizando el soluto). b) Agitacin: Al agitar la solucin se van separando las capas de disolucin que se forman del soluto y nuevas molculas del solvente continan la disolucin c) Temperatura: Al aumentar la temperatura se favorece el movimiento de las molculas y hace que la energa de las partculas del slido sea alta y puedan abandonar su superficie disolvindose. d) Presin: Esta influye en la solubilidad de gases y es directamente proporcional

Solubilidad de la sal

la solubilidad de la sal en agua es 35,9 g por 100 mL de agua

ColoideEn qumica un coloide, suspensin coloidal o dispersin coloidal son mezclas intermedias entre las soluciones y las suspensiones. Que se distribuyen en fases, principalmente estas son: una continua, normalmente fluida, y otra dispersa en forma de partculas; por lo general slidas. La fase dispersa es la que se halla en menor proporcin.El nombre de coloide proviene de la raz griega kolas que significa que puede pegarse. Este nombre hace referencia a una de las principales propiedades de los coloides: su tendencia espontnea a agregar o formar cogulos.Aunque el coloide por excelencia es aquel en el que la fase continua es un lquido y la fase dispersa se compone de partculas slidas, pueden encontrarse coloides cuyos componentes se encuentran en otros estados de agregacin. En la siguiente tabla se recogen los distintos tipos de coloides segn el estado de sus fases continua y dispersa:

Sistemas Coloidales Los coloides pueden ser definidos como el puente que comunica a las suspensiones con las soluciones, es decir, son un paso intermedio entre ambas. La lnea divisoria entre las soluciones y los coloides entre stos y las mezclas no es definida puesto que muchas de las caractersticas de tales sistemas se comparten mutuamente sin discontinuidad. Consecuentemente, la clasificacin es frecuentemente difcil y la nomenclatura empleada queda sujeta a una seleccin arbitraria. Una de las diferencias entre los coloides con las suspensiones, es que no se sedimentan al dejarlas en reposo. Una partcula coloidal tiene, al menos, una dimensin que se encuentra entre los 10-5 y 10-7 cm. Aunque estos lmites son, algo arbitrarios, nos sirven de gua para clasificar los coloides. En las soluciones, se habla de soluto y solvente, pero en las suspensiones de tipo coloidal, hablamos de partculas dispersas o bien partculas coloidales y medio de dispersin. Los coloides son muy distintos a las soluciones en sus propiedades, de ah que estn clasificados no como soluciones, sino como soles. Los coloides se clasifican en tres clases generales que dependen del tamao de la partcula, y son: Dispersiones coloidales Soluciones de Macromolculas Coloides de Asociacin Las dispersiones coloidales consisten en suspensiones en medio de sustancias insolubles en forma de partculas conteniendo muchas partculas individuales. Como ejemplo estn las dispersiones coloidales de oro, Au2S3 , aceite en agua. Las soluciones macromoleculares, por otra parte, son soluciones verdaderas de molculas tan grandes muy complejas, que quedan dentro del intervalo coloidal. Ejemplo de esto son las soluciones acuosas de protenas, almidn, caucho, acetato de polivinilo, las soluciones de hule y de otros materiales muy polimerizados en solventes orgnicos. Los coloides de asociacin consisten en soluciones de sustancias solubles y de relativamente bajo peso molecular, las cuales, para una concentracin particular segn el caso, se asocian formando agregados de tamao coloidal. Las soluciones jabonosas son un ejemplo sobresaliente de esta categora.Tipos de coloides posibles Partcula Coloidal Medio de Suspensin Nombre del coloide Ejemplos

Slido Slido Sol slido Carbn en hierro fundido

Lquido Sol Dispersin de oro en agua

Gas Aerosol slido o humo Cristales de hielo en una nube fra

Lquido Slido Gel Aceite de ballena

Lquido Emulsin Mayonesa, crema de manos

Gas Aerosol lquido Nubes de lluvia

Clase de coloides segn el estado fsico NOMBREEJEMPLOS FASE DISPERSA MEDIO DISPERSANTE

Aerosol slidoPolvo en el aire SlidoGas

Geles Gelatinas, tinta, clara de huevoSlidoLiquido

Aerosol liquido NieblaLiquidoGas

Emulsin leche, mayonesaLiquidoLiquido

Emulsin slidaPinturas, quesoLiquidoSlido

EspumaNubes, esquemasGasLiquido

Espuma slidaPiedra pmezGasSlido

De los distintos tipos de coloides mencionados, los ms importantes son: Emulsiones Se llama emulsin a una dispersin coloidal de un lquido en otro inmiscible con l, y puede prepararse agitando una mezcla de los dos lquidos , preferentemente, pasando la muestra por un molino coloidal llamado homogeneizador. Tales emulsiones no suelen ser estables y tienen a asentarse en reposo, para impedirlo, durante su preparacin se aaden pequeas cantidades de sustancias llamadas agentes emulsificantes emulsionantes, que sirven para estabilizarlo. Estas son generalmente jabones de varias clases, sulfatos y cidos sulfricos de cadena larga o coloides lifilos. Soles Las soluciones coloidales con un medio de dispersin lquido se dividen en dos clases: Soles lifobos (que repelen los lquidos), y soles lifilos (que atraen a los lquidos). Si el agua es el medio, se emplean los trminos hidrfobo hidrfilo. Los soles lifobos son relativamente inestables (o metaestables); a menudo basta una pequea cantidad de electrlito una elevacin de la temperatura para producir la coagulacin y la precipitacin de las partculas dispersadas. Los lifilos tienen una estabilidad considerable. Al evaporar un sistema lifobo, se obtiene un slido que no puede convertirse de nuevo en sol por adicin del disolvente; pero los soles lifilos siguen siendo en esencia sistemas moleculares dispersados, son reversibles en este respecto. Son ejemplos tpicos de soles lifobos los de metales, azufre, sulfuros metlicos y otras sales. Los soles de gomas, almidones, protenas y muchos polmeros sintticos elevados son de ndice lifila. No es posible trazar una lnea de separacin entre los soles lifilos y lifobos, as por ejemplo, las soluciones coloidales de varios hidrxidos metlicos y slice hidratada (slidos de cido slico) poseen propiedades intermedias. En esos casos, la fase dispersa tiene probablemente una estructura molecular anloga a la de un polmero elevado. De algunos soles lifilos o lifobos puede obtenerse un gel, sistema que tiene ciertas propiedades elsticas o incluso rgidas. Aerosoles Los aerosoles fueron definidos antes como sistemas coloidales que consistan en las partculas lquidas o slidas muy finalmente subdivididas dispersadas en un gas. Hoy el aerosol del trmino, en uso general, ha llegado a ser sinnimo con un paquete presurizado. Los aerosoles de Superficie capa producen un aerosol grueso o mojado y se utilizan cubrir superficies con una pelcula residual. Los propulsores usados en aerosoles estn de dos tipos principales: gases licuados y gases comprimidos. Lo anterior consisten en fcilmente los gases licuados tales como hidrocarburos halogenos. Cuando stos se sellan en el envase, el sistema se separa en un lquido y una fase del vapor y pronto alcanza un equilibrio. La presin del vapor empuja la fase lquida encima de la columna de alimentacin y contra la vlvula. Cuando la vlvula es abierta apretando, la fase lquida se expele en el aire en la presin atmosfrica y se vaporiza inmediatamente. La presin dentro del envase se mantiene en un valor constante mientras que ms lquido cambia en el vapor. Los aerosoles farmacuticos incluyen soluciones, suspensiones, emulsiones, polvos, y preparaciones semisolidas. Geles Formacin de los geles (gelacin) Cuando se enfran algunos soles lifilos por ejemplo, gelatinas, pectinas, o una solucin medianamente concentrada de jabn o cuando se agregan electrlitos, en condiciones adecuadas, a ciertos soles lifobos, por ejemplo: xido frrico hidratado, xido alumnico hidratado slice, todo el sistema se cuaja formando una jalea aparentemente homognea que recibe el nombre de gel. Se forman geles cuando se intentan preparar soluciones relativamente concentradas de grandes polmeros lineales. La formacin de los geles se llama gelacin . En general, la transicin de sol a gel es un proceso gradual. Por supuesto, la gelacin va acompaada por un aumento de viscosidad, que no es repentino sino gradual.

Tipos de GelesHay geles de muchos tipos y no es posible una clasificacin sencilla. En general, se dividen en: elsticos o no elsticos rgidos. En realidad, todos los geles poseen elasticidad apreciable, y la divisin citada se refiere ms particularmente a la propiedad del producto obtenido cuando se seca el gel. La deshidratacin parcial de un gel elstico, como un gel de gelatina, conduce a la formacin de un slido elstico, por medio del cual puede regenerarse el sol original aadindole el disolvente stos slidos secos o semisecos se llaman xerogeles . Los precipitados gelatinosos de los xidos metlicos hidratados no tienen en realidad una estructura diferente de la de los geles no elsticos correspondientes. La diferencia esencial es en que stos tienen todo el liquido de dispersin incluido en la estructura semislida, lo cual no ocurre en el precipitado gelatinoso. Si las condiciones son tales que las partculas coloidales se juntan lentamente, es posible que se forme un gel, pero la coagulacin rpida ir acompaada por la formacin de un precipitado.Se ha propuesto otra clasificacin de los geles basados en el efecto del calor. Si el cambio producido calentando es invertido por enfriamiento se dice que el gel es trmicamente reversible; en el caso contrario, el gel es trmicamente irreversible. Pertenecen al primer grupo la nitrocelulosa en diversos lquidos orgnicos y la gelatina en agua; en el segundo estn los sistemas albmina de huevo y slice hidratada en agua. La diferencia entre los dos tipos se debe indudablemente a cambios qumicos, como la formacin del enlace de hidrogeno que se produce cuando se calientan geles trmicamente irreversibles.

PROPIEDADES DE LOS COLOIDESLas propiedades de los coloides son: Movimiento browniano: Se observa en un coloide al ultramicroscopio, y se caracteriza por un movimiento de partculas rpido, catico y continuo; esto se debe al choque de las partculas dispersas con las del medio.Absorcin: Los coloides son excelentes adsorbentes debido al tamao pequeo de las partculas y a la superficie grande. EJEMPLO: el carbn activado tiene gran adsorcin, por tanto, se usa en los extractores de olores; esta propiedad se usa tambin en cromatografa.Carga elctrica: Las partculas presentan cargas elctricas positivas o negativas. Si se trasladan al mismo tiempo hacia el polo positivo se denomina anaforesis; si ocurre el movimiento hacia el polo negativo, cataforesis.

5) Investigar en qu consiste el efecto Tyndall.

El efecto Tyndall es el fenmeno por el cual se pone de manifiesto la presencia de partculas coloidales en una disolucin o un gas, al dispersar o esparcir stas la luz, mientras que las disoluciones verdaderas y los gases sin partculas en suspensin son transparentes, pues prcticamente no dispersan o esparcen la luz. Esta diferencia permite distinguir a aquellas mezclas homogneas que son suspensiones coloidales. El efecto Tyndall es obvio cuando los faros de un automvil se usan en la niebla o cuando entra luz solar en una habitacin con polvo, y tambin es el responsable de la turbidez que presenta una emulsin de dos lquidos transparentes como son el agua y el aceite de oliva. El cientfico irlands John Tyndall estudi el efecto que lleva su apellido en 1869.

5) Realizar los clculos para preparar las siguientes soluciones: 100ml 3.0% P/V de NaCl 2.17 , 97% P/V 100ml 0.2M de NaOH 2.10 , 99% P/V 100ml 0.3N de H2SO4 1.84 , 96% pureza 100ml 0.21 M de HCl 1.19 , 37% pureza

6) Realizar los clculos para preparar las siguientes diluciones: C1V1 = C2V2HNO3 70% pureza 1.07 g/ml 100ml 50% p/v 100ml 40% p/v 100ml 30% p/v 100ml 20% p/v