Informe practica N. 9 (Soluciones químicas) y practica N.10 (Titulación Acido-Base) Laura Andrea Sierra Pacheco Leandro Rojas Ortiz Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Ciencias Agrarias, Laboratorio de Química General, Medellín-Antioquia, 2019. Resumen. En la práctica N.9 de laboratorio de química se llevó a cabo la preparación de una solución de HCl con concentración determinada a partir de otra a la que se le conocía dicha concentración. Posterior a esto se comprobó la concentración de la solución preparada por medio de una titulación con NaOH. Al final de dicha titulación se determinó la concentración verdadera de la solución preparada por medio de una fórmula: 𝐶á𝑐𝑖𝑑𝑜𝑉á𝑐𝑖𝑑𝑜=𝐶𝑏𝑎𝑠𝑒𝑉𝑏𝑎𝑠𝑒 En la práctica N.10 de laboratorio de química, se llevó a cabo la determinación de ácido acetilsalicílico (AAS) y la determinación de ácido acético en el vinagre todo con el fin de que a través de esta titulación acido-base se establezca la concentración de ácido acetilsalicílico en una tableta (en este caso de aspirina) y el porcentaje de ácido acético en el vinagre, valores que fueron comparados con el valor de la etiqueta de cada producto, efectuando así una prueba de control de calidad. Metodología. Práctica N.9 Se realizaron los cálculos para preparar una solución de 50ml de HCl con una concentración de 0,75M a partir de una solución de HCl 1,1023M. Con los cálculos hechos se procedió a prepararla para titular. Ya más adelante para comenzar con la titulación se tomó un Erlenmeyer de 250ml y a este se le adiciono una alícuota de 5ml de la solución de HCl previamente preparada, se le adiciono unos 10 a 15ml de agua destilada, además de 3 gotas de fenolftaleína. Con esto listo, a una bureta se le adiciono NaOH purgándola previamente claro está, se montó el sistema sobre una plancha magnética, se dispuso de un agitador magnético en el Erlenmeyer y se comenzó a titular dejando caer gotas del NaOH. Cabe señalar que esta práctica se hizo con mucho cuidado para obtener unos resultados más precisos porque en su momento, la solución titulada cambia de color por efecto de la fenolftaleína y el cambio de pH en el medio, y este balance puede cambiar drásticamente con pocas cantidades. Se repitió el proceso 2 veces hasta obtener un color en la solución semejante a un magenta muy claro (o lo más claro posible) y se promediaron las cantidades utilizadas de NaOH en dicha titulación. Con estos resultados se realizaron unos cálculos de porcentajes de error en cuanto a la solución de HCl preparada y se dispusieron para su análisis. Se expresó dicha concentración en %p/p, %p/v, x y ppm asumiendo que la densidad de la solución era de 1,0g/ml. Todos los utensilios se lavaron y secaron para su guardado. Figura 1. Montaje para una titulación acido base. Práctica N.10 Para la determinación del ácido acetilsalicílico (AAS) en primer lugar, se tomaron las pastillas de aspirina y se maceraron todas juntas, luego se tomó una cantidad de aspirina especificada por el docente (en este caso 1,53g) esta cantidad se pesó en la balanza analítica y agregándola en el Erlenmeyer. Después se le agregaron 20 ml de solución hidroalcohólica al 50% y un par de gotas de indicador (fenolftaleína). Se hace el montaje del Erlenmeyer sobre la plancha de agitación magnética agregando la barra de agitación, se toman datos de la cantidad de NaOH inicial de la bureta para empezar con el procedimiento hasta que se da la reacción de cambio de color, y se toma por último el dato final de la cantidad en ml de NaOH. Se registraron los resultados V inicial: 2.5ml V final: 8ml Volumen de NaOH: 5.5ml Para la determinación del ácido acético del vinagre comercial, en un balón volumétrico se agregaron 5ml de vinagre con ayuda de una pipeta volumétrica. Luego se completó el volumen en el balón con agua y de allí se tomaron 5ml en un Erlenmeyer agregando también un par de gotas de indicador (fenolftaleína). Después se llevó a la plancha de agitación magnética junto con la barra de agitación, para iniciar a agregar NaOH hasta que cambie de color a un rosa claro, y de allí se tomaron los datos del volumen en ml inicial y final utilizado para la reacción. V inicial: 9.5ml V final: 14.5ml Volumen de NaOH: 5ml Figura 2. Esquema de Titulación ácido-base. Resultados y análisis. Práctica N.9: Calculo para obtener una solución de HCl 0,75 Molar a partir de HCl a 1,1023 Molar. C1xV1=C2xV2 C1= 1,1023 Molar C2= 0,75 Molar V2= 50ml V1= (C2xV2) /C1 - - - - - V1= (0,75x50) /1,1023 = 34ml Concentración de HCl (solución preparada A 0,75 Molar) Medida de concentración %p/p %p/v x M ppm Definición Peso de soluto sobre peso de solución Peso de soluto sobre volumen de solución Moles de soluto sobre moles totales Moles de soluto sobre litros de solución Partes por millón Valor 68% 68% 0.05 18.6 680000 Tabla 1. Diferentes formas de expresar la concentración de la solución de HCl preparada * Como son soluciones diluidas, se asume que la densidad de la solución preparada es 1.0g/ml La tabla 1 nos muestra la concentración de HCl expresada de diversas formas. Cabe señalar que la solución preparada muestra una concentración alta (por encima del 50%) respecto a su volumenConcentración verdadera: Volumen de NaOH utilizado: 8.4ml (promedio) Concentración de NaOH: 3.0 Molar 𝐶á𝑐𝑖𝑑𝑜𝑉á𝑐𝑖𝑑𝑜=𝐶𝑏𝑎𝑠𝑒𝑉𝑏𝑎𝑠𝑒 𝐶á𝑐𝑖𝑑𝑜=(𝐶𝑏𝑎𝑠𝑒𝑉𝑏𝑎𝑠𝑒)/ 𝑉á𝑐𝑖𝑑𝑜 = 0.7411 Molar La concentración verdadera dio muy aproximada al valor que se buscaba (referencia) que era de 0.75 Molar esto gracias a los cálculos bien realizados y una buena implementación de equipos. Cabe señalar que si se utiliza un instrumento volumétrico diferente al balón aforado estos resultados podrían variar drásticamente, puesto que la incertidumbre que maneja este instrumento es muy baja y es propicio para este tipo de experimentos. -Porcentaje de error: 1.18% Con lo anterior dicho vemos también un porcentaje de error bajísimo que apenas sobrepasa el 1%, esto debido a lo explicado en el cálculo de la concentración verdadera. Si se diera un porcentaje de error mayor (mas del 10%) se debería considerar los instrumentos utilizados y cuanto influyen en la práctica, además de posibles errores de manejo por parte de los practicantes; hasta se pueden considerar factores externos como la temperatura, humedad, presión y demás circunstancias presentes en el laboratorio. Práctica N.10: Muestra de aspirina Molaridad del NaOH(M) 1 0.1260 2 0.1260 Peso tableta completa(g) 0.119 0.119 Peso aspirina titulada(g) 0.40 0.153 Volumen de NaOH gastado(ml) 5 5.5 Moles de ácido titulado(mol) 180 180 Masa de ácido titulado(g) Porcentaje de ácido en la tableta(%) Porcentaje promedio 0.005 0.0055 84 84 64 81.5 Tabla 2. Datos y resultados (muestra de aspirina) En la anterior tabla se muestran los resultados de los procedimientos experimentales que se llevaron a cabo para comparar el porcentaje de ácido que se muestra en la tableta de aspirina, con el que se halló a través del montaje de la aspirina con solución hidroalcohólica y fenolftaleína para que se dé la reacción acido base y se hallen los datos para proceder a calcular. En el primer procedimiento, hubo un gran margen de error, ya que el recipiente estaba contaminado, lo que hizo que la reacción se diera antes de lo esperado. Ya en el segundo procedimiento se corrigieron los errores anteriores y se llegó a un porcentaje mucho más aproximado al teórico. Densidad del vinagre (g/ml) Alícuota de la solución(vinagre diluido), tomado para la titulación(ml) Volumen de NaOH utilizado en la titulación(ml) % p/p de ácido acético en el vinagre % p/v de ácido acético en el vinagre 1.05 5 5 0.255 2.75 Tabla 3. Datos y resultados (muestra de vinagre) En la anterior tabla se muestran los resultados del procedimiento experimental, que tenía como fin encontrar el porcentaje de ácido acético en la muestra, a través del montaje de vinagre con una medida específica, que se completó con agua y se llevó a la plancha para proceder con la titulación con ayuda del indicador y que reaccionara con NaOH. Conclusiones -El Balón aforado es el mejor instrumento (encontrado en nuestro laboratorio) para determinar volúmenes exactos en soluciones. -Siempre tomar en cuenta una posible contaminación de los insumos que se utilizan para realizar soluciones, si se establecen porcentajes de error de gran rango se debe verificar la pureza de dichas soluciones. -Los resultados muestran que el método de titulación acido-base es optimo para determinar la concentración de una solución determinada. - Se estandarizo una solución acido-base y se determinó el contenido de ácido acetilsalicílico en una tableta de aspirina y el contenido de ácido acético en una muestra de vinagre, a través del conocimiento y aplicación de conceptos como dilución, neutralización, titulación y punto de equivalencia. Bibliografía -Brown T., Lemay H., Bursten B., Burdge J. Química. La ciencia central. 9na Ed. México: Pearson Education; 2004.P.114, 140-144 -Chang R., College W. Química. 7ma ed. 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