Reporte practica 4

Universidad de San Carlos de Guatemala
Facultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería Química
Área de Química
Laboratorio de Química sección “E”
Impartido por: Inga. Cinthya Ortiz
REPORTE PRÁCTICA 4
SOLUCIONES
SECCIÓN
VALOR
1. RESUMEN
10
2. OBJETIVOS
5
3. MARCO TEÓRICO
5
4. MARCO METODOLÓGICO
5
5. RESULTADOS (Pruebas de Identificación)
15
6. INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS
30
7. CONCLUSIONES
15
8. BIBLIOGRAFÍA
5
9. APÉNDICE
10
9.1 Muestra de cálculo
4
9.2 Datos calculados
5
9.3 Datos originales
1
TOTAL
100
Luis Roberto Morales Toledo
Carné: 201700769
Guatemala, 21 de septiembre del 2017
PUNTEO
Contenido
1.
RESUMEN ...............................................................................................................................3
2.
OBJETIVOS ..............................................................................................................................5
3.
2.1.
General ...........................................................................................................................5
2.2.
Específicos ......................................................................................................................5
MARCO TEÓRICO ...................................................................................................................7
3.1.
3.1.1.
Disolución ...............................................................................................................7
3.1.2.
Disolución saturada................................................................................................7
3.1.3.
Disolución no saturada ..........................................................................................7
3.1.4.
Disolución sobresaturada ......................................................................................8
3.1.5.
Solubilidad..............................................................................................................8
3.1.6.
Analito ....................................................................................................................8
3.1.7.
Potencial hidrógeno (pH) .......................................................................................8
3.1.8.
Potencial OH (pOH) ................................................................................................9
3.1.9.
Titulación................................................................................................................9
3.1.10.
Enfoque molecular del proceso de disolución .................................................... 10
3.2.
4.
Conceptos y generalidades ............................................................................................7
Aplicación industrial .................................................................................................... 11
MARCO METODOLÓGICO ................................................................................................... 13
4.1.
Reactivos, cristalería y equipo .................................................................................... 13
4.2.
Algoritmo del procedimiento ...................................................................................... 14
4.3.
Diagrama de flujo ........................................................................................................ 15
5.
RESULTADOS ....................................................................................................................... 17
6.
INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS..................................................................................... 21
7.
CONCLUSIONES ................................................................................................................... 25
8.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................................... 27
9.
ANEXOS ............................................................................................................................... 29
9.1.
Muestra de cálculo...................................................................................................... 29
9.1.1.
Promedio ............................................................................................................. 29
1
9.1.2.
Porcentaje de error ............................................................................................. 29
9.1.3.
Desviación estándar ............................................................................................ 30
9.1.4.
Coeficiente de variación ...................................................................................... 30
9.1.5.
Exactitud .............................................................................................................. 31
9.1.6.
Media aritmética ................................................................................................. 31
9.1.7.
Molaridad ............................................................................................................ 31
9.1.8.
Molalidad ............................................................................................................. 32
9.1.9.
Normalidad .......................................................................................................... 32
9.1.10.
Porcentaje masa/masa ........................................................................................ 33
9.1.11.
Porcentaje masa/volumen .................................................................................. 33
9.1.12.
Porcentaje volumen/volumen ............................................................................. 34
9.1.13.
Partes por millón ................................................................................................. 34
9.1.14.
pH ........................................................................................................................ 34
9.1.15.
pOH ...................................................................................................................... 35
9.1.16.
Densidad .............................................................................................................. 35
9.1.17.
Incertezas............................................................................................................. 36
9.2.
Datos calculados .......................................................................................................... 36
9.3.
Datos originales ........................................................................................................... 38
2
1. RESUMEN
Durante la realización de la práctica “soluciones I” se preparó una solución de
ácido clorhídrico y otra de hidróxido de sodio estandarizada, la cual se utilizó
para titular la solución de ácido clorhídrico.
Para comenzar el proceso de la titulación se llenó una bureta con la solución
de hidróxido de sodio preparada, la cual fue estandarizada previamente con
ftalato ácido de potasio. Posteriormente se añadieron dos gotas de fenolftaleína
al ácido clorhídrico. Para titular la alícuota del ácido clorhídrico se añadió gota a
gota la solución de hidróxido de sodio estandarizado hasta que se observó un
cambio de color en la solución de ácido clorhídrico, lo cual indica que la solución
preparada está neutralizada.
Al finalizar la titulación, se determinó el volumen de hidróxido de sodio que fue
utilizado para neutralizar la solución de ácido clorhídrico y con esto calcular la
concentración. Se determinó también el volumen de ftalato ácido de potasio que
fue utilizado para la estandarización del hidróxido de sodio. Se obtuvo una
solución ácido-base neutralizada y la cantidad de mL de hidróxido de sodio para
neutralizar una solución de ácido clorhídrico. La práctica fue realizada el día 6 de
septiembre del presente año a una temperatura de 23°C y se trabajó a una
presión local de 0.84 atm.
3
4
2. OBJETIVOS
2.1.
General
Determinar la normalidad, molaridad, molalidad, porcentaje masa/masa,
masa/volumen y volumen/volumen, ppm, pH, y pOH del ácido clorhídrico a partir
de la titulación y del hidróxido de sodio estandarizado.
2.2.
Específicos
1) Identificar los factores que provocan el cambio en la coloración de una
solución agregando fenolftaleína.
2) Calcular la densidad de las soluciones de ácido clorhídrico y de
hidróxido de sodio preparadas.
3) Calcular la concentración de las soluciones de ácido clorhídrico y de
hidróxido de sodio preparadas a partir de la titulación.
5
6
3. MARCO TEÓRICO
3.1.
Conceptos y generalidades
3.1.1. Disolución
Una disolución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias. El soluto
es la sustancia presente en menor cantidad, y el disolvente es la sustancia que
está en mayor cantidad. Una disolución puede ser gaseosa líquida o sólida. Las
disoluciones acuosas son las disoluciones en las que el soluto inicialmente es un
líquido o un sólido y el disolvente es agua. [1]
3.1.2. Disolución saturada
Una disolución saturada es una solución química que contiene el máximo de
concentración de soluto disuelto en un solvente. El soluto adicional no se
disolverá en una disolución saturada y aparecerá en una fase distinta, ya sea un
precipitado si es un sólido en un líquido o una efervescencia si es un gas en un
líquido. [1]
3.1.3. Disolución no saturada
No todas las soluciones son saturadas. Una disolución no saturada es aquella
en la que la concentración de soluto es menor que la concentración de una
disolución saturada bajo las mismas condiciones. La velocidad de cristalización
del soluto no disuelto es mayor que la velocidad de cristalización del soluto
disuelto, de manera que, con el tiempo, no queda ningún soluto disuelto. [1]
7
3.1.4. Disolución sobresaturada
Es una disolución en la cual la concentración del soluto es mayor que la
presente en una solución saturada bajo las mismas condiciones. Esta solución
es inestable y puede convertirse en solución saturada si se siembra un cristal de
soluto; el exceso de soluto se cristaliza separándose de la solución. [1]
3.1.5. Solubilidad
La solubilidad es la máxima cantidad de soluto que se disolverá en una
cantidad dada de disolvente a una temperatura específica. Los químicos
describen las sustancias como solubles, ligeramente solubles e insolubles en
términos cualitativos. Se dice que una sustancia es soluble si se disuelve de
manera visible una cantidad suficiente cuando se agrega agua. Si no es así, la
sustancia se considera como ligeramente soluble o insoluble. [1]
3.1.6. Analito
El analito es un componente (elemento, compuesto o ion) de interés analítico
de una muestra que se separa de la cromatografía. Es una especie química cuya
presencia o contenido se desea conocer, identificable y cuantificable, mediante
un proceso de medición química. [1]
3.1.7. Potencial hidrógeno (pH)
El pH es una medida de acidez o alcalinidad de una disolución. El pH indica
la concentración de iones hidrógeno presentes en determinadas soluciones. Esta
expresión es útil para disoluciones que no tienen comportamientos ideales,
disoluciones no diluidas. [1]
8
3.1.8. Potencial OH (pOH)
El pOH es una medida de la acidez o alcalinidad de una disolución. A
diferencia del pH, el pOH indica la concentración de iones hidroxilo presentes en
una disolución. En soluciones acuosas, los iones OH- provienen de la disociación
del agua. [1]
3.1.9. Titulación
Es una técnica o método de análisis cuantitativo muy usada, que permite
conocer la concentración desconocida en una disolución de una sustancia que
pueda actuar como ácido, neutralizada por medio de una base de concentración
conocida, o bien sea una concentración de base desconocida neutralizada por
una solución de ácido conocido. Consiste en añadir una de las disoluciones gota
a gota desde una bureta sobre la otra disolución, hasta que se produce un
cambio de color debido al indicador. [3]
Figura 1.
Equipo para titulación
Fuente: Química, Raymond Chang, undécima edición, 2013
9
3.1.10.
Enfoque molecular del proceso de disolución
Las atracciones intermoleculares que mantienen juntas las moléculas en
líquidos y sólidos también tienen una función importante en la formación de las
disoluciones. Cuando una sustancia (el soluto) se disuelve en otra (el disolvente),
las partículas del soluto se dispersan en el disolvente. Las partículas de soluto
ocupan lugares que estaban ocupados por las moléculas de disolvente. La
facilidad con la que una partícula de soluto reemplaza a una molécula de
disolvente depende de la fuerza relativa de tres tipos de interacciones:
Interacción disolvente-disolvente
Interacción soluto-soluto
Interacción disolvente-soluto
Por simplificación, entendemos que el proceso de disolución se lleva a cabo
en tres etapas diferentes. La etapa 1 es la separación de las moléculas del
disolvente y la etapa 2 implica la separación de las moléculas del soluto. Estas
etapas requieren energía para romper las fuerzas de atracción intermoleculares,
como consecuencia, son endotérmicas. En la etapa 3 las moléculas del
disolvente y del soluto se mezclan. Este proceso puede ser exotérmico o
endotérmico. [2]
Figura 2.
Moléculas en el proceso de disolución
Fuente: Química, Raymond Chang, undécima edición, 2013
10
3.2.
Aplicación industrial
Las aplicaciones de la titulación son muy extensas, algunas de las
aplicaciones son:

Determinar concentraciones de las sustancias

Anular ciertas sustancias peligrosas

Determinar la pureza de una muestra

Conocer la calidad de ciertos productos o alimentos en la industria

Elaboración de medicinas en la industria farmacéutica
[1] CHANG, Raymond y Goldsby, Kenneth A. Química 11va edición Ciudad de México:
McGraw.Hill/Interamericana. 2013. Páginas 473-495.
[2] ROJAS, 2017. Operaciones unitarias. [en línea]. 2017 [Consultado 19 de septiembre, 2017].
Recuperado de: https://es.slideshare.net/acazro/operaciones-unitarias-30783593
[3] RAMÍREZ, Nilson. Titulación. [en línea] 2011. [Consultado 19 de septiembre, 2017].
Recuperado de: http://proindusitriales.blogspot.com/2013/05/cristalizacion-lacristalizacion-esun.html
11
12
4. MARCO METODOLÓGICO
4.1.
Reactivos, cristalería y equipo
Los reactivos que se utilizaron durante la práctica fueron:

Ácido clorhídrico

Bicarbonato de sodio

Hidróxido de sodio

Naranja de metilo

Ftalato ácido de potasio
 Agua desmineralizada

Fenolftaleína
La cristalería y equipo que se utilizó durante la práctica fue:

2 balones de 50 mL

1 pinza de nuez

1 probeta de 10 mL

1 balanza analítica

1 bureta

1 cucharilla

1 pipeta de 5 mL

1 gotero

2 beaker de 100 mL

1 lápiz de succión

Soporte universal

1 espátula
13
4.2.
Algoritmo del procedimiento
1) Preparar una solución 0.1 M de ácido clorhídrico, en un volumen total de
50 mL
2) Preparar una solución de 0.1 M de hidróxido de sodio en un volumen
total de 50 mL
3) Llenar una bureta con la solución de hidróxido de sodio preparada
4) Estandarizar la solución de hidróxido de sodio con ftalato ácido de
potasio.
5) Tomar 10 mL de solución de ácido clorhídrico
6) Descargar la solución tomada en un matraz Erlenmeyer
7) Colocar dos gotas de fenolftaleína a la solución
8) Titular la alícuota de ácido clorhídrico con la solución de hidróxido de
sodio estandarizada
9) Agregar gota aa gota el hidróxido de sodio, hasta observar un cambio en
la coloración del indicador
10) Realizar la titulación del ácido clorhídrico por triplicado
11) Determinar la densidad de las soluciones de hidróxido de sodio y ácido
clorhídrico preparadas.
14
4.3.
Diagrama de flujo
15
16
5. RESULTADOS
Tabla VII.
Concentración molar promedio de ácido clorhídrico y de hidróxido
de sodio estandarizado.
Concentración
Compuesto
molar
promedio (M)
Desviación
C. V.
Error
Exactitud
estándar
(%)
(%)
(%)
NaOH
0,1237
0,156700
12,67
23,60
76,40
HCl
0,0796
0,003113
3,91
20,42
79,58
Fuente: Datos calculados, Tabla II, Tabla III
Tabla VIII.
Unidades de concentración de ácido clorhídrico y de hidróxido de
sodio estandarizado.
Concentraciones
HCl
NaOH
Normalidad (N)
0,0795
0,1237
Molaridad (M)
0,0795
0,1237
Molalidad (m)
0,0812
0,1248
% masa/masa (%)
0,3005
0,4960
% masa/volumen (%)
0,2890
0,4950
% volumen/volumen (%)
0,2945
-
ppm
2,95*106
4,90*106
pH
1,099
13,09
pOH
12,90
0,9100
Fuente: Datos calculados, Tabla V, Tabla VI
17
Tabla IX.
Densidad del ácido clorhídrico e hidróxido de sodio estandarizado
Reactivo
Densidad (g/mL)
NaOH
0,9810
HCl
0,9960
Fuente: Datos calculados, Tabla IV
Fotografía I.
Solución preparada de HCl
Fuente: Morales, Luis
Tomada el 06/09/17
Fotografía II.
Succión de la solución de NaOH preparada
Fuente: Morales, Luis
Tomada el 06/09/17
18
Fotografía III.
Equipo utilizado para la titulación
Fuente: Morales, Luis
Tomada el 06/09/17
Fotografía IV.
Proceso de la titulación
Fuente: Morales, Luis
Tomada el 06/09/17
Fotografía V.
Proceso de la titulación
Fuente: Morales, Luis
Tomada el 06/09/17
19
Fotografía VI.
Proceso de la titulación
Fuente: Morales, Luis
Tomada el 06/09/17
Fotografía VII.
Neutralización con bicarbonato de sodio
Fuente: Morales, Luis
Tomada el 06/09/17
20
6. INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS
Durante la realización de la práctica “soluciones I” se preparó una solución de
ácido clorhídrico y otra de hidróxido de sodio estandarizada, la cual se utilizó
para titular la solución de ácido clorhídrico y así poder calcular las unidades de
concentración. En la tabla VII se pudo observar que la concentración molar
promedio del hidróxido de sodio es casi del doble que de la del ácido clorhídrico
siendo éstas de 0,123700 M para hidróxido de sodio y de 0,07958 M para el
ácido clorhídrico. La diferencia en sus niveles de concentración se debe a que la
concentración de una solución es la proporción que hay entre la cantidad de
soluto y la cantidad de solvente, con esto podemos decir que, a menor proporción
de soluto disuelto en el solvente, menos concentrada será la solución, y a mayor
proporción más concentrada será la solución.
Se pudo observar en la tabla VII que la desviación estándar para el ácido
clorhídrico es mucho menor que la del hidróxido de sodio, siendo de 0,156700
para el hidróxido de sodio y de 0,003113 para el ácido clorhídrico. La tabla VII
también contiene el porcentaje de error y la exactitud de la concentración del
ácido clorhídrico y del hidróxido de sodio. Para el ácido clorhídrico se obtuvo un
porcentaje de error de 20,42% con una exactitud de 79,58%, mientras que para
el hidróxido de sodio se obtuvo un porcentaje de error de 23,60% con una
exactitud de 76,40%. Con esos datos se pudo concluir que la concentración
experimental más acertada es la del ácido clorhídrico debido a que tiene una
mayor exactitud.
21
En la tabla VIII se observan las distintas unidades de concentración, las cuales
son normalidad, molaridad, molalidad, porcentaje masa/masa, porcentaje
masa/volumen, porcentaje volumen/volumen, partes por millón (ppm), pH y pOH.
Las unidades de concentración se presentan para el ácido clorhídrico y para el
hidróxido de sodio, los cuales fueron las dos sustancias utilizadas durante la
realización de la práctica.
La estandarización del hidróxido de sodio se realizó con ftalato ácido de
potasio, el cual es un patrón primario, que es una sustancia química que se
caracteriza por reaccionar rápida y estequiométricamente con el titulante y de
esta manera poder visualizar con mayor exactitud el punto final de la titulación.
Para la titulación del ácido clorhídrico se utilizó el hidróxido de sodio como patrón
secundario debido a que reacciona rápidamente con el analito y es muy estable
mientras se efectúa el período de análisis.
En las fotografías IV y V se puede observar como el ácido clorhídrico cambia
de color a medida que caen las gotas de hidróxido de sodio estandarizado. La
fenolftaleína es comúnmente utilizada como indicador de pH, es un compuesto
que cambia de color a través de la ionización, que sucede cuando se añaden o
eliminan los iones de una molécula, lo cual puede convertir la molécula en un
ion. La fenolftaleína contiene iones de hidrógeno que se eliminan cuando se
expone a una solución alcalina. La molécula de fenolftaleína es incolora
naturalmente, pero su ion es de color rosa brillante, cuando los iones de
hidrógeno se eliminan de la solución la fenolftaleína ioniza y es por esta razón
que se tuvo el cambio de color.
22
Al analizar la tabla IX se puede observar la densidad de las soluciones de
hidróxido de sodio y de ácido clorhídrico, A pesar de que el hidróxido de sodio
puro tiene una densidad mayor que la del ácido clorhídrico puro, siendo estas de
2,13 g/mL y 0,19 g/mL respectivamente, la solución ácido clorhídrico tiene una
mayor densidad que la del hidróxido de sodio, siendo de 0,9960 g/mL para el
ácido clorhídrico y de 0,9810 g/mL para el hidróxido de sodio. La razón por la
cual la densidad del ácido clorhídrico es mayor es porque existe una mayor
cantidad de soluto dentro de la solución.
23
24
7. CONCLUSIONES
1)
El cambio en la coloración se debe que la molécula de fenolftaleína es
incolora, pero los iones son de color rosa, cuando los iones de hidrógeno
se eliminan de la solución, la fenolftaleína se ioniza provocando el
cambio en la coloración.
2)
Se determinó que la densidad del ácido clorhídrico es mayor que la del
hidróxido de sodio, siendo éstas de 0,9960 g/mL y de 0,9810 g/mL.
3)
Se determinaron las concentraciones de molaridad de hidróxido de sodio
y de ácido clorhídrico fueron de 0,1237 M y 0,0795 M respectivamente,
con lo cual se concluye que la solución de hidróxido de sodio posee más
soluto que el ácido clorhídrico.
25
26
8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1)
BROWN, Theodore L. Química la ciencia central, Ruben Fuerte Rivera.
11va edición. México: Pearson Hall 2009. 1240 p. 978607-442-021-0.
2)
CHANG, Raymond and Guldslay, Kenneth A. Química 11va. Edición.
Ciudad de México. McGraw-Hill/Interamericana 2013. 1108 p.
3)
RAMÍREZ, Nilson. Titulación. [en línea] 2011. [Consultado 3 de septiembre,
2017].
Recuperado
de:
http://proindusitriales.blogspot.com/2013/05/cristalizacion-lacristalizaciones-un.html
4)
ROJAS, Operaciones unitarias. [en línea]. 2017 [Consultado 3 de
septiembre,
2017].
Recuperado
https://es.slideshare.net/acazro/operaciones-unitarias-30783593
27
de:
28
9. ANEXOS
9.1.
Muestra de cálculo
9.1.1. Promedio
𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = ∑
𝑥1 … . 𝑥𝑛
𝑛−1
Ejemplo:
𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = ∑
30 + 30 + 30
3
𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 30
9.1.2. Porcentaje de error
%𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 =
𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 − 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜
∗ 100
𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜
Donde
Valor Calculado = valor que se consigue en la práctica
Valor teórico = valor predeterminado que nos da la teoría.
Ejemplo:
%𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 =
1.003 − 1.00
∗ 100 = 0.3%
1.00
29
9.1.3. Desviación estándar
𝑺=√
̅ )𝟐
∑𝒊(𝑿𝒊 − 𝑿
𝒏
Donde:
Xi= valor en la posición i
𝑋̅= media de los datos calculados
N = número total de datos calculado
Ejemplo:
𝟏𝟗𝟑𝟖. 𝟑𝟏
𝑺=√
= 𝟐𝟐. 𝟎𝟏
𝟒
9.1.4. Coeficiente de variación
𝐶. 𝑉 =
𝑆
∗ 100
𝑋̅
Donde
S= desviación estándar
X ̅= media de los datos calculados.
Ejemplo:
𝐶. 𝑉 =
22.01
∗ 100 = 53.89%
40.84
30
9.1.5. Exactitud
𝐸𝑥𝑎𝑐𝑡𝑖𝑡𝑢𝑑 = 100 − %𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟
Donde
%Error= porcentaje de error.
Ejemplo:
𝐸𝑥𝑎𝑐𝑡𝑖𝑡𝑢𝑑 = 100 − 0,3% = 99,7%
9.1.6. Media aritmética
𝑥̅ =
∑𝑋
𝑛
Donde
∑x= es la sumatoria de x
n= total de datos
Ejemplo:
̅𝑥 =
163.38
= 40.84
4
9.1.7. Molaridad
𝑀=
𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜
𝑙 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛
Donde:
M es la molaridad (M)
31
Moles soluto es la cantidad de moles que hay en el soluto (mol)
L solución es la cantidad de litros que hay en la solución (L)
Ejemplo:
𝑀=
0.9798 𝑚𝑜𝑙
= 0.1237 𝑀
0.01 𝐿
9.1.8. Molalidad
𝑚=
𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜
𝑚 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒
Donde:
m es la molalidad (m)
moles soluto es la cantidad de moles que hay en el soluto (mol)
m disolvente es la masa del disolvente (kg)
Ejemplo:
𝑚=
0.9798 𝑚𝑜𝑙
= 0.1248 𝑚
7.851 𝑘𝑔
9.1.9. Normalidad
𝑁=
#𝑒𝑞 𝑔 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜
1 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛
Donde:
N es la normalidad
#eq g soluto es el número de equivalentes gramo en el soluto
Ejemplo:
32
𝑁=
9.1.10.
135.5 𝑒𝑞. 𝑔
= 0.1237 𝑁
3
Porcentaje masa/masa
𝑃𝑜𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑎𝑗𝑒 𝑒𝑛 𝑚𝑎𝑠𝑎 =
𝑚 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜
∗ 100%
𝑚 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 + 𝑚 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒
Donde:
M soluto es la masa del soluto (g)
M disolvente es la masa del disolvente (g)
Ejemplo:
𝑃𝑜𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑎𝑗𝑒 𝑒𝑛 𝑚𝑎𝑠𝑎 =
9.1.11.
0.3874 𝑔
∗ 100% =
111 𝑚𝐿
Porcentaje masa/volumen
%
𝑚𝑎𝑠𝑎
𝑚 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜
=
∗ 100%
𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑣𝑜𝑙 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛
Donde:
M soluto es la masa del soluto (g)
Vol disolución es el volumen de la disolución (mL)
Ejemplo:
%
𝑚𝑎𝑠𝑎
0,3874 𝑔
=
∗ 100% = 38,74%
𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛
111 𝑚𝐿
33
9.1.12.
Porcentaje volumen/volumen
%
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛
𝑉𝑜𝑙 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜
=
∗ 100%
𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑉𝑜𝑙 𝑑𝑖𝑠𝑜𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛
Donde:
Vol soluto es el volumen del soluto (mL)
Vol disolución es el volumen de la disolución (mL)
Ejemplo:
%
9.1.13.
𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 0.3874 𝑔
=
∗ 100% = 38,74%
𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛
11 𝑚𝐿
Partes por millón
𝑝𝑝𝑚 =
𝑥 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑠𝑢𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑎𝑛𝑎𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑎
∗ 106
𝑥 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
Donde:
x puede ser cualquier unidad de medición física
Ejemplo:
𝑝𝑝𝑚 =
9.1.14.
4,9
∗ 106 = 4,9 ∗ 106
1
pH
𝑝𝐻 = −log[𝐻 + ]
Donde:
H+ es la cantidad de hidronios en el compuesto
34
Ejemplo: Encontrar el pH del HCl
𝑝𝐻 = − log[0.0796] = 1.099
9.1.15.
pOH
𝑝𝑂𝐻 = −log[𝑂𝐻 − ]
Donde:
OH- es la cantidad de hidroxilos en el compuesto
Ejemplo: Encontrar el pOH del NaOH
𝑝𝑂𝐻 = − log[0.1237] = 0.9100
9.1.16.
Densidad
𝜌=
𝑚
𝑣
Donde:
Ρ es la densidad (g/mL)
M es la masa (g)
V es el volumen (mL)
Ejemplo: Encontrar la densidad del NaOH
𝜌=
0.9759 𝑔
= 0.996 𝑔/𝑚𝐿
0.9798 𝑚𝐿
35
9.1.17.
Tabla I.
Incertezas
Incertezas de los instrumentos
Instrumento
Incerteza
Balón aforado
±0,08 mL
Beaker
±0,50 mL
Probeta
±0,25 mL
Pipeta
±0,10 mL
Balanza
±0,20 g
Fuente: Laboratorio 2 de docencia, T-5 primer nivel
9.2.
Datos calculados
Tabla II.
Estandarización de hidróxido de sodio con ftalato de potasio
(Patrón primario)
Repetición
Volumen gasto (mL)
1
0,7000
2
0,8000
3
0,9000
Fuente: Datos originales, calculados en el laboratorio 2 de docencia, T-5 primer nivel
Tabla III.
Titulación de ácido clorhídrico con hidróxido de sodio (Patrón
secundario)
Repetición
Volumen gasto (mL)
1
6,200
2
6,700
3
6,400
Fuente: Datos originales, calculados en el laboratorio 2 de docencia, T-5 primer nivel
36
Tabla IV.
Densidad del ácido clorhídrico e hidróxido de sodio estandarizado
Reactivo
Densidad (g/mL)
NaOH
0,9810
HCl
0,9960
Fuente: Muestra de cálculo, Ecuación 9.1.16
Tabla V.
Molaridad de ácido clorhídrico e hidróxido de sodio
Repetición
NaOH (M)
Molaridad HCl (M)
1
0,1398
0,07669
2
0,1224
0,08288
3
0,1088
0,07917
Fuente: Muestra de cálculo, Ecuación 9.1.7
Tabla VI.
Unidades de concentración de hidróxido de sodio y ácido clorhídrico
Unidades de concentración
HCl
NaOH
Molaridad (M)
0,0795
0,1237
Molalidad (m)
0,0812
0,1248
Normalidad (N)
0,0795
0,1237
% masa/masa
0,3005
0,4960
% masa/volumen
0,2890
0,4950
% volumen/volumen
0,2945
-
ppm
2,95*106
4,90*106
pH
1,099
13,09
pOH
12,90
0,9100
Fuente: Muestra de cálculo, Ecuación 9.1.7, Ecuación 9.1.8, Ecuación 9.1.9, Ecuación 9.1.10,
Ecuación 9.1.11, Ecuación 9.1.12, Ecuación 9.1.13, Ecuación 9.1.14, Ecuación 9.1.15
37
9.3.
Datos originales
38
39