FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS PRÁCTICA DE QUÍMICA INORGÁNICA INFORME PRACTICA 5 Estandarización de soluciones Fecha de realización: 31 de agosto de 2021 Fecha de entrega: 14 de septiembre 2021 Integrantes del equipo: Samuel Botero Karina Higuita Sharon Rodríguez Barrios Angelic Rivera Chica Daniela Valencia Amado GRUPO 5 1. RESUMEN La practica que se realizó fue de gran importancia para aplicar el concepto de titulación o estandarización de soluciones, el cual nos permite determinar la concentración de una solución a partir de una muestra de soluto pesada con exactitud (patrón primario). Lo primero que se realizó fue una estandarización de una solución de HCl con una muestra de carbonato de sodio Na2CO3 que fue el patrón primario, esta muestra se disolvió con 15 mL de agua destilada en un Erlenmeyer, donde también se adicionaron dos gotas de indicador naranja de metilo. Se hizo el montaje adecuado para que desde una bureta cayeran gotas de HCl a tal Erlenmeyer, las cuales se dejaron de adicionar cuando la solución se mostrara de color rojo, que indica un medio ácido. Este procedimiento se realizó dos veces. Posteriormente se hizo también el mismo proceso de estandarización para el hidróxido de sodio NaOH, utilizando como patrón primario talato ácido de potasio KHC8H4O4 y el indicador utilizado fue fenolftaleína. El hidróxido de sodio se dejó de adicionar cuando la solución se tornara de color rosa claro, el cual indica un medio básico. Este procedimiento se realizó dos veces. 2. KEYWORDS 1. Title: Titulación 2. Solution standardization: estandarización de soluciones 3. Indicator: Indicador 4. Acid médium: medio ácido 5. Basic médium: medio básico 6. Primary pattern: patrón primario 7. Concentration: concentración 8. Analyte: analito 9. Valuing: valorante 10. Titration end point: punto final de titulación 11. Equivalence point: punto de equivalencia 3. DATOS Incertidumbres Balanza= 0,0001 Bureta=0,08 Pipeta=0,05 1. ESTANDARIZACION DE SOLUCION DE HCL Na2CO3 en solución acuosa con 15 mL±0,05 15,5 mL 14,95 mL # Peso Na2CO3 g Moles Moles HCl #eq Na2CO3 Na2CO3 1 HCl titulado 0,1409 ±0,0001 1,329 × 10−3 2,658 × 10−3 7,974 × 10−3 0,141 g 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎2 𝐶𝑂3 𝑚𝑜𝑙 𝐻𝐶𝑙 𝑒𝑞 𝑁𝑎2 𝐶𝑂3 0,1408 g 2 0,15289 ± 0,0001 0,15299 g 29,8 ± 0,08 29,88 mL 29,72 mL 1,4425 × 10−3 2,885 × 10−3 8,655 × 10−3 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎2 𝐶𝑂3 𝑚𝑜𝑙 𝐻𝐶𝑙 𝑒𝑞 𝑁𝑎2 𝐶𝑂3 0,15279 g 32,0 ± 0,08 32,08 mL 31,92 mL Concentración molar Promedio Volumen Concentración normal 0,0892 𝑀 0,0892 𝑁 0,090 𝑀 0,090 𝑁 0,0896 M 0,0896 N de 2. ESTANDARIZACION DE UNA SOLUCION DE NaOH KHC8H4O3 en solución acuosa con 15 mL±0,05 15,5 mL 14,95 mL # Peso KHC8H4O3 Moles #eq HC8H4O3 KHC8H4O3 1 0,261 ± 0,0001 0,2611 g 20,5 mL ± 0,08 1,28 × 10−3 20,58 mL 𝑚𝑜𝑙 𝐾𝐻𝐶8 𝐻4 𝑂4 20,42 mL 0,255 ± 0,0001 0,2551 g 18,6 ± 0,08 1,25 × 10−3 18,68 mL 𝑚𝑜𝑙 𝐾𝐻𝐶8 𝐻4 𝑂4 0,2549 g 18,52 mL Concentración molar Promedio Concentración normal 0,0624 𝑀 0,0624 𝑁 0,0672 𝑀 0,0672 𝑁 0,0648 M 0,0648 N 4. CÁLCULOS 1. ESTANDARIZACION DE SOLUCION DE HCL 𝑁𝑎2 𝐶𝑂3(𝑎𝑐) + 2𝐻𝐶𝑙 de NaOH titulado 0,2609 g 2 Volumen 2𝑁𝑎𝐶𝑙(𝑎𝑐) + 𝐶𝑂2(𝐺) + 𝐻2 𝑂 ENSAYO 1 Moles de Na2CO3 Masa molar de Na2CO3 = 105,9888 g/mol 0,1409 𝑔 𝑁𝑎2 𝐶𝑂3 × 1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎2 𝐶𝑂3 105,9888 g 𝑁𝑎2 𝐶𝑂3 = 1,329 × 10−3 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎2 𝐶𝑂3 Moles de HCL 1,329 × 10−3 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎2 𝐶𝑂3 × 2 𝑚𝑜𝑙 𝐻𝐶𝑙 = 2,658 × 10−3 𝑚𝑜𝑙 𝐻𝐶𝑙 1 mol 𝑁𝑎2 𝐶𝑂3 # eq de Na2CO3 Na2+3 CO3-2 1 mol Na2+3 CO3-2 2 mol Na2+3 6 eq Na2+3 6 eq Na2+3 CO3-2 𝐸= 𝑁° 𝑒𝑞 = 1,329 × 10 −3 6 𝑒𝑞 𝑁𝑎2 𝐶𝑂3 1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎2 𝐶𝑂3 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎2 𝐶𝑂3 × 6 𝑒𝑞 𝑁𝑎2 𝐶𝑂3 = 7,974 × 10−3 𝑒𝑞 𝑁𝑎2 𝐶𝑂3 1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎2 𝐶𝑂3 # eq de HCl HCl 1 mol HCl 𝐸= 1 mol H+ 1 𝑒𝑞 𝐻𝐶𝑙 1 𝑚𝑜𝑙 𝐻𝐶𝑙 1 eq H+ 1 eq HCl 𝑁° 𝑒𝑞 = 2,658 × 10 −3 𝑚𝑜𝑙 𝐻𝐶𝑙 × Concentración molar 𝑀(𝐻𝐶𝑙) = 2,658 × 10−3 𝑚𝑜𝑙 𝐻𝐶𝑙 = 0,0892 𝑀 0,0298 𝐿 Concentración normal 𝑁= 2,658 × 10−3 𝑒𝑞 𝐻𝐶𝑙 = 0,0892 𝑁 0,0298 𝐿 ENSAYO 2 Moles de Na2CO3 Masa molar de Na2CO3 = 105,9888 g/mol 1 𝑒𝑞 𝐻𝐶𝑙 = 2,658 × 10−3 𝑒𝑞 𝐻𝐶𝑙 1 𝑚𝑜𝑙 𝐻𝐶𝑙 0,15289 𝑔 𝑁𝑎2 𝐶𝑂3 × 1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎2 𝐶𝑂3 105,9888 g 𝑁𝑎2 𝐶𝑂3 = 1,4425 × 10−3 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎2 𝐶𝑂3 Moles de HCL 1,4425 × 10−3 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎2 𝐶𝑂3 × 2 𝑚𝑜𝑙 𝐻𝐶𝑙 = 2,885 × 10−3 𝑚𝑜𝑙 𝐻𝐶𝑙 1 mol 𝑁𝑎2 𝐶𝑂3 # eq de Na2CO3 Na2+3 CO3-2 1 mol Na2+3 CO3-2 2 mol Na2+3 6 eq Na2+3 6 eq Na2+3 CO3-2 𝐸= 𝑁° 𝑒𝑞 = 1,4425 × 10 −3 6 𝑒𝑞 𝑁𝑎2 𝐶𝑂3 1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎2 𝐶𝑂3 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎2 𝐶𝑂3 × 6 𝑒𝑞 𝑁𝑎2 𝐶𝑂3 = 8,655 × 10−3 𝑒𝑞 𝑁𝑎2 𝐶𝑂3 1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎2 𝐶𝑂3 # eq de HCl HCl 1 mol HCl 𝐸= 1 mol H+ 1 eq H+ 1 eq HCl 𝑁° 𝑒𝑞 = 2,885 × 10 −3 1 𝑒𝑞 𝐻𝐶𝑙 1 𝑚𝑜𝑙 𝐻𝐶𝑙 𝑚𝑜𝑙 𝐻𝐶𝑙 × 1 𝑒𝑞 𝐻𝐶𝑙 = 2,885 × 10−3 𝑒𝑞 𝐻𝐶𝑙 1 𝑚𝑜𝑙 𝐻𝐶𝑙 Concentración molar de la solución 2,885 × 10−3 𝑚𝑜𝑙 𝐻𝐶𝑙 𝑀(𝐻𝐶𝑙) = = 0,090 𝑀 0,032 𝐿 Concentración normal 𝑁= 2,885 × 10−3 𝑒𝑞 𝐻𝐶𝑙 = 0,090 𝑁 0,032 𝐿 2. ESTANDARIZACION DE UNA SOLUCION DE NaOH 𝐾𝐻𝐶8 𝐻4 𝑂4(𝑎𝑐) + 𝑁𝑎𝑂𝐻 𝐾𝑁𝑎𝐶8 𝐻4 𝑂4 (𝑎𝑐) + 𝐻2 𝑂 𝐻𝐶8 𝐻4 𝑂− 4(𝑎𝑐) + 𝑂𝐻 − 𝐶8 𝐻4 𝑂4−2 (𝑎𝑐) + 𝐻2 𝑂 ENSAYO 1 Moles de 𝑲𝑯𝑪𝟖 𝑯𝟒 𝑶𝟒 Masa molar del 𝐾𝐻𝐶8 𝐻4 𝑂4 = 204,22 g/mol 0,261 𝑔 𝐾𝐻𝐶8 𝐻4 𝑂4 × 1 𝑚𝑜𝑙 𝐾𝐻𝐶8 𝐻4 𝑂4 204,22 g 𝐾𝐻𝐶8 𝐻4 𝑂4 = 1,28 × 10−3 𝑚𝑜𝑙 𝐾𝐻𝐶8 𝐻4 𝑂4 Moles de NaOH 1,28 × 10−3 𝑚𝑜𝑙 𝐾𝐻𝐶8 𝐻4 𝑂4 × 1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻 = 1,28 × 10−3 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻 1 𝑚𝑜𝑙 𝐾𝐻𝐶8 𝐻4 𝑂4 # eq de 𝑯𝑪𝟖 𝑯𝟒 𝑶𝟒 𝐻𝐶8 𝐻4 𝑂4 1 mol 𝐻𝐶8 𝐻4 𝑂4 5 mol H+1 5 eq H+1 5 eq 𝐻𝐶8 𝐻4 𝑂4 𝐸= 5 𝑒𝑞 𝐻𝐶8 𝐻4 𝑂4 1 𝑚𝑜𝑙 𝐻𝐶8 𝐻4 𝑂4 Concentración molar de NaOH 1,28 × 10−3 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑀(𝑁𝑎𝑂𝐻) = = 0,0624 𝑀 0,0205 𝐿 Concentración normal del NaOH #eq del NaOH 1 mol NaOH 1 mol OH 1 eq OH 1 eq NaOH 1 eq OH 1 eq NaOH 𝑁° 𝑒𝑞 = 1,28 × 10 −3 𝐸= 1 𝑒𝑞 𝑁𝑎𝑂𝐻 1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻 × 𝑁(𝑁𝑎𝑂𝐻) = 1 𝑒𝑞 𝑁𝑎𝑂𝐻 = 1,28 × 10−3 𝑒𝑞 𝑁𝑎𝑂𝐻 1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻 1,28 × 10−3 𝑒𝑞 𝑁𝑎𝑂𝐻 = 0,0624 𝑁 0,0205 𝐿 ENSAYO 2 Moles de 𝑲𝑯𝑪𝟖 𝑯𝟒 𝑶𝟒 Masa molar del 𝐾𝐻𝐶8 𝐻4 𝑂4 = 204,22 g/mol 0,255 𝑔 𝐾𝐻𝐶8 𝐻4 𝑂4 × 1 𝑚𝑜𝑙 𝐾𝐻𝐶8 𝐻4 𝑂4 204,22 g 𝐾𝐻𝐶8 𝐻4 𝑂4 = 1,25 × 10−3 𝑚𝑜𝑙 𝐾𝐻𝐶8 𝐻4 𝑂4 Moles de NaOH 1,25 × 10−3 𝑚𝑜𝑙 𝐾𝐻𝐶8 𝐻4 𝑂4 × 1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻 = 1,25 × 10−3 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻 1 𝑚𝑜𝑙 𝐾𝐻𝐶8 𝐻4 𝑂4 # eq de 𝑯𝑪𝟖 𝑯𝟒 𝑶𝟒 𝐻𝐶8 𝐻4 𝑂4 1 mol 𝐻𝐶8 𝐻4 𝑂4 5 mol H+1 5 eq H+1 5 eq 𝐻𝐶8 𝐻4 𝑂4 𝐸= 5 𝑒𝑞 𝐻𝐶8 𝐻4 𝑂4 1 𝑚𝑜𝑙 𝐻𝐶8 𝐻4 𝑂4 Concentración molar de NaOH 𝑀(𝑁𝑎𝑂𝐻) = 1,25 × 10−3 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻 = 0,0672 𝑀 0,0186 𝐿 Concentración normal del NaOH #eq del NaOH 1 mol NaOH 1 mol OH 1 eq OH 1 eq NaOH 1 eq OH 1 eq NaOH 𝑁° 𝑒𝑞 = 1,25 × 10 −3 𝐸= 1 𝑒𝑞 𝑁𝑎𝑂𝐻 1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻 × 1 𝑒𝑞 𝑁𝑎𝑂𝐻 = 1,25 × 10−3 𝑒𝑞 𝑁𝑎𝑂𝐻 1 𝑚𝑜𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻 1,25 × 10−3 𝑒𝑞 𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑁(𝑁𝑎𝑂𝐻) = = 0,0672 𝑁 0,0186 𝐿 3. INTERPRETACIÓN Y APLICACIÓN DE CONCENTRACION DE SOLUCIONES A partir del siguiente diagrama, calcular la concentración molar de las soluciones acuosas de 𝐻2 𝑆𝑂4 , 𝑁𝑎𝑂𝐻, 𝑁𝑎2 𝑆𝑂4 en los puntos desconocidos. 5. ÁNALISIS 1. ESTANDARIZACION DE SOLUCION DE HCL En este experimento, se utilizó como indicador naranja de metilo, el cual indicó el cambio de un medio básico a uno ácido. (de naranja a rojo) El punto de equivalencia o punto final en el cual se completa la reacción se pudo evidenciar a la hora de que el indicador cambio de color y para que esto sucediera, en el primer ensayo se necesitó de 29,8 mL de HCl y para el segundo 32,0 mL de HCl. Esto por la diferencia de la cantidad de Na 2CO3. A menor cantidad de este compuesto, se necesitó menos mL del ácido para neutralizarlo y reaccionaran por completo. 2. ESTANDARIZACION DE UNA SOLUCION DE NaOH En este experimento, gracias a la fenolftaleína (indicador empleado), se pudo observar el cambio de un medio ácido a uno básico. (incoloro a rosado). El punto de equivalencia o punto final en el cual se completa la reacción se pudo evidenciar cuando el indicador cambio de color y para que esto sucediera, en el primer ensayo se necesitó de 20,5 mL de NaOH y para el segundo 18,6 mL de NaOH. Esto porque la cantidad del talato ácido de potasio es diferente. A menor cantidad de este compuesto, se necesitó menos mL de la base para que las especies involucradas reaccionaran totalmente. Se deja en claro que el punto final no es estrictamente igual al punto de equivalencia, pero en la práctica se asumen iguales. En este punto se cumple que las cantidades de las especies involucradas en la reacción química han reaccionado completamente, es decir, se han gastado cantidades estequiométricas equivalentes, las cuales pueden ser expresadas en masa, moles o pesos equivalentes. Esto se evidenció al realizar los cálculos necesarios para determinar la cantidad de moles de la sustancia a estandarizar: En la estandarización de una solución de NaOH, el número de moles del patrón primario que fue el ftalato de potasio es igual a el número de moles de NaOH, en el ensayo uno 1,28 x10-3 moles y en el ensayo dos 1,25 x10-3 moles. Para la estandarización de HCl, el número de moles de carbonato de sodio (patrón primario) es diferente al de HCl, esto por el coeficiente estequiométrico del HCl en la ecuación química balanceada, que indica que son necesarios 2 moles de HCl. Por ello el número de moles de carbonato de sodio se debió multiplicar por 2. Con relación a la preparación de soluciones, aunque se pueda determinar la concentración de una solución a partir de otra que contenga un patrón primario mediante determinados cálculos, ecuaciones y conociendo las cantidades del soluto, volumen de solución y/o concentración, es importante saber que no se puede estar totalmente seguro de que la concentración siempre es correspondiente, debido a los errores que puedan presentarse a la hora de pesar el soluto, la incertidumbre de la balanza y la cifras significativas y redondeos que deben realizarse. 6. CONCLUSIONES Al realizar la práctica se concluye que el uso del indicador es de suma importancia, debido a que el cambio de color de este señala el punto final de una titulación. Gracias al patrón primario, pesado con exactitud, fue posible establecer la molaridad de los analitos, porque esta sustancia de concentración conocida permite realizar los cálculos necesarios para conocer la cantidad de moles que reaccionaron de tal analito. Es muy importante conocer el volumen de la sustancia a estandarizar, debido a que este dato es necesario para expresar su concentración. Se puede decir que el procedimiento de estandarización de las soluciones es una de las fases en la que se debe de tener mucha atención, ya que, en el proceso de la titulación, las gotas deben de caer sin mucha intensidad o velocidad, el flujo debe de ser gota a gota hasta que la disolución contenida Erlenmeyer tome un color distinto y este sea estable. 7. BIBLIOGRAFÍA VILLA G., M.R. & AGUILAR R., J.I. Manual de Prácticas de Química Inorgánica. 3ª ed. Medellín: Sello Editorial Universidad de Medellín, 2014. Págs. 109-117. Masa molar del Na2CO3 disponible en: https://es.wikipedia.org/wiki/Carbonato_de_sodio. Consultado: 8 de sept. de 21 Masa molar del talato acido de potasio. Disponible en: https://es.wikipedia.org/wiki/Hidrogenoftalato_de_potasio. Consultado: 10 de sept. De 21. Masa molar del NaOH. Disponible en: https://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3xido_de_sodio consultado: 12 de sep. De 21. Molaridad a partir de la molalidad y la densidad. Disponible en: https://www.youtube.com/watch?v=XQNqa-nVzJg consultado y visto: 12 de sep de 21.
