UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS “ESPE” INGENIERÍA EN TECNOLOGIAS GEOESPACIALES. MATERIA: QUIMICA I TEMA: INFORME DE ACIDOS Y BASES INTEGRANTES: ESCOBAR CORDOVA PAUL ISMAEL. ESTRELLA PALADINES YARIELY. GONZALEZ YEPES ELIEL DAVID. GUAMAN BAGUA ALAN SAMUEL. GUAMAN QUIRANZA EVELYN MICHEL. DOCENTE: ING. MIREYA FONSECA. NRC: 2692 FECHA DE PRACTICA: 01/II/2021 FECHA DE ENTREGA: 07/II/2021 INDICE 1 ACIDOS Y BASES ................................................................................................... 4 1.1 OBJETIVO GENERAL. .................................................................................... 4 1.2 MARCO TEÓRICO........................................................................................... 4 1.2.1 ¿QUÉ SON LAS SOLUCIONES, Y CUÁLES SON LAS PARTES DE UNA SOLUCIÓN? ................................................................................................... 4 1.2.2 UNIDADES FÍSICAS DE CONCENTRACIÓN DE SOLUCIONES. ..... 9 1.2.3 FORMA CORRECTA DE MANEJAR LAS PIPETAS. ......................... 10 1.2.4 QUE SON LOS INDICADORES, TIPOS DE INDICADORES CON SUS RANGOS DE PH. ................................................................................................... 14 1.3 PROCEDIMIENTO ......................................................................................... 19 1.4 CALCULOS Y RESULTADOS: .................................................................... 19 1.5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .............................................. 20 1.6 WEB GRAFIA: ................................................................................................ 20 INTRODUCCION: En varias ocasiones de nuestra vida y desarrollo personal nos hemos preguntado ¿por qué el limón es tan agrio?, o bien ¿por qué los médicos no recomiendan a las personas con gastritis tomar jugos ácidos? La razón es porque estas sustancias tienen un ph muy alto y el cual es perjudicial –en el caso de la persona con gastritis- pues sí la gastritis perfora las paredes del estómago el ácido lo deteriora más. De la misma forma nos preguntamos –a los que tuvimos la suerte de conocer y vivir en la tierra de Hernán Cortez-, ¿por qué el agua de horchata es suave y no se siente picor en su sabor? La razón es muy sencilla, tiene un ph muy bajo y es muy saludable. Por lo tanto, el presente informe tiene como objetivo presentar de forma detallada los tipos de ph, ácidos y bases que se pueden presentar en la cotidianidad de la vida y expone además el uso adecuado de un instrumento usado en el laboratorio de Química la “Pipeta”. 1 1.1 ACIDOS Y BASES OBJETIVO GENERAL. Preparar 250 ml de una solución de NaOH 0.1 N, al 97% en peso y valoración de la misma con una solución de HCl de concentración desconocida. 1.2 MARCO TEÓRICO. 1.2.1 ¿QUÉ SON LAS SOLUCIONES, Y CUÁLES SON LAS PARTES DE UNA SOLUCIÓN? 1.2.1.1 SOLUCIÓN La solución es un sistema homogéneo, fraccionable, formado por dos o más sustancias puras miscibles. Es homogénea porque no es posible distinguir el soluto una vez disuelto en el solvente. (Cova, 2018) Las soluciones, también llamadas disoluciones, son uniones físicas entre dos o más sustancias que originan una mezcla de tipo homogénea, la que presenta uniformidad en todas sus partes. Por ejemplo Al colocar sal en agua, para formar el suero fisiológico, no es posible distinguir la sal disuelta. Se forman así iones hidratados que se mueven libremente en el seno del agua. A este tipo de soluciones se las denomina iónicas, y se caracterizan por conducir la corriente eléctrica. Ilustración 1 Solución agua y sal 1.2.1.2 Partes de una solución (componentes) Una solución es una mezcla homogénea cuyos componentes, llamados soluto y solvente, no pueden ser separados por métodos mecánicos simples. Las soluciones verdaderas constan de un solvente y uno o varios solutos cuyas proporciones varían de una solución a otra. (Arroyo, 1962) SOLUCIÓN = SOLVENTE + SOLUTO Ilustración 2 Solución 1.2.1.3 SOLUTO El soluto es el componente de una solución que se encuentra en menor cantidad y que es disuelta por el solvente. También conocida como la sustancia que se disuelve. Por lo que se puede encontrar en un estado de agregación diferente al comienzo del proceso de disolución y experimentar una transición de fase. (Cova, 2018) Por ejemplo: los solutos sólidos (como azúcar) disueltos en un solvente líquido (agua), lo que origina una solución líquida. Ilustración 3 Solución agua y azúcar 1.2.1.4 Clasificación de soluto Existen con dos tipos de solutos: no electrolitos y electrolitos. -No electrolitos: son solutos que al colocarlos en agua cada molécula queda como tal sin disociarse. Los no electrolitos son compuestos generalmente de naturaleza orgánica. -Electrolitos: se disocian en agua, originando dos o más partículas, llamadas cationes y aniones. Son electrolitos las sales, ácidos e hidróxidos. 1.2.1.5 Solvente Un solvente o disolvente es una sustancia que permite la dispersión de otra sustancia en esta a nivel molecular o iónico. Es el medio dispersante de la solución. Es el componente de una solución establece el estado físico de la misma. (Cova, 2018) El solvente es la sustancia que se encuentra en mayor cantidad y es la que disuelve al soluto. Por ejemplo, cuando se mezcla cloruro de sodio (sólido) con agua para obtener la solución fisiológica, la misma es líquida. Por lo tanto el agua es el solvente y el cloruro de sodio es el soluto. Si los componentes de una solución son líquidos, el que está en mayor proporción es el solvente y el de menor proporción es el soluto. Los solventes forman parte de múltiples aplicaciones: productos farmacéuticos, adhesivos, componentes en las pinturas, etc. 1.2.1.6 Clasificación de solventes Solutos polares serán disueltos por solventes polares y los solutos apolares se disuelven en solventes apolares. Disolventes o solventes polares: Son sustancias en cuyas moléculas la distribución de la nube eléctrica es asimétrica; por lo tanto, la molécula presenta un polo positivo y otro negativo separados por una cierta distancia. Hay un dipolo permanente. . (Cova, 2018) El ejemplo clásico de solvente polar es el agua. Disolventes o solventes apolares: En general son sustancias de tipo orgánico y en cuyas moléculas la distribución de la nube electrónica es simétrica; por lo tanto, estas sustancias carecen de polo positivo y negativo en sus moléculas. No pueden considerarse dipolos permanentes. Un ejemplo de solvente apolar es el benceno. 1.2.1.7 Estados de las soluciones Se presenta fundamentalmente en 3 estados físicos o de agregación, y en igual modo se presentan las soluciones en la naturaleza, así: 1.2.1.8 Soluciones sólidas Todas las aleaciones, como el latón (cobre con zinc), bronce (cobre con estaño), acero (carbono con hierro), etc. 1.2.1.9 Soluciones líquidas - Sólido en líquido: sal disuelta en agua; azúcar disuelta en agua, etc. - Líquido en líquido: alcohol disuelto en agua, etc. - Gas en líquido: oxígeno en agua, el gas carbónico en los refrescos, etc. 1.2.1.10 Soluciones gaseosas Como el aire, que es una solución formada por varios gases (solutos), tales como el dióxido de carbono, oxígeno y argón, los cuales están disueltos en otro gas llamado nitrógeno (solvente). Otros ejemplos son la niebla y el humo. Ilustración 4 Estados de las soluciones. 1.2.1.11 Clasificación de las soluciones Se denomina solución o disolución química a una mezcla homogénea de dos o más sustancias químicas. Esta disolución puede ocurrir a nivel molecular o iónico y no constituye una reacción química. Por lo que la disolución resultante de la mezcla de dos componentes tendrá una única fase reconocible entre las cuales sólida, líquida y gaseoso es decir que inclusive sus componentes por separado tuvieran fases distintas. Características de una solución química La proporción entre el soluto y el disolvente: DILUIDAS: Son aquellas soluciones donde la cantidad de soluto es pequeña con respecto al volumen total de la solución. Ilustración 5 Solución diluida CONCENTRADAS: Son aquellas soluciones donde la cantidad de soluto es grande con respecto al volumen total de la solución. Ilustración 6 Solución concentrada INSATURADA: Se denominan así a las soluciones concentradas donde la cantidad de soluto es considerable sin llegar a la saturación. SATURADAS: Se denominan así a las soluciones a las soluciones que han alcanzados la máxima concentración. SOBRESATURADAS: Se denominan así a las soluciones concentradas que contienen mayor cantidad de soluto que las saturadas pero en equilibrio inestable. Ilustración 7 Solución sobresaturada Desde el punto de vista cuantitativo la concentración de las soluciones pueden expresarse tomando como referencia ciertas unidades llamadas físicas y químicas. 1.2.2 UNIDADES FÍSICAS DE CONCENTRACIÓN DE SOLUCIONES. TANTO PORCIENTO MASA-MASA: Unidad física de concentración de soluciones que indican la cantidad de soluto en gramos disuelto por cada 100 gramos de solución. EJEMPLO: Solución al 20% m/m es decir que hay 20 gramos de soluto disueltos por cada 100 gramos de solución. TANTO PORCIENTO MASA – VOLUMEN: Unidad física de concentración de soluciones que indica la cantidad de soluto en gramos disuelto por cada 100 ml de solución. EJEMPLO: Solución al 15 % m/v es decir que hay 15 gramos de soluto disueltos por cada 100 ml de solución TANTO PORCIENTO VOLUMEN – VOLUMEN: Unidad física de concentración de soluciones que indica la cantidad de soluto en ml disuelto por cada 100 ml de solución. EJEMPLO: Solución al 18% v/v. Significa que hay 18 ml de soluto disueltos por cada 100 ml de solución. 1.2.3 FORMA CORRECTA DE MANEJAR LAS PIPETAS. 1.2.3.1 PIPETAS Tubo de vidrio graduado con medidas, con un margen de error considerable, que se emplea para sacar de un recipiente pequeñas porciones de líquidos. Para cargar la pipeta, se aspira el líquido por la parte superior con la ayuda de una pera de goma hasta el enrase y se descarga totalmente sobre el recipiente. 1.2.3.2 PIPETAS POR COLOR • Amarilla – Capacidad: 1 ml / División: 0,01 ml • Negra – Capacidad: 2 ml / División: 0,02 ml • Azul – Capacidad: 5 ml / División: 0,1 ml • Naranja – Capacidad: 10 ml / División: 0,1 ml 1.2.3.3 TIPOS DE PIPETA 1.2.3.3.1 Pipeta graduada o pipeta de simple aforo La pipeta se enrasa una vez en los 0 ml y luego se deja vaciar hasta el volumen que se desee. Se pueden medir distintos volúmenes de líquido. Imagen 8 (Pipeta.G-TRAB.MÉD) 1.2.3.3.2 Pipeta aforada, pipeta volumétrica o pipeta de doble aforo La pipeta posee un único enrase superior, por lo que sólo se puede medir un volumen determinado. En este tipo de pipeta se enrasa en el aforo superior y se deja escurrir el líquido con precaución hasta enrasar en el aforo inferior. Su ventaja respecto a las pipetas graduadas es que son mucho más precisas, ya que no se modifica el volumen si se deforma la punta cónica. Imagen 9 (Pipeta.V-VITLAB) 1.2.3.3.3 Pipeta de Pasteur Es un tubo de vidrio o plástico con un borde cónico que en la parte superior tiene una especie de globo que expulsa aire al ser apretado. La pipeta de Pasteur sirve para transferir líquidos sin gran precisión. Imagen 10 (Pipeta.P-VITLAB) 1.2.3.4 MANEJO ADECUADO DE PIPETAS El día lunes 01 de Febrero, de 2021; en la clase de la asignatura de Química I cuya docencia es llevada por la ingeniera Fonseca Mireya manifestó que, “se coloca el dedo índice sobre la pipeta y los demás sostienen la pipeta.” “Llenado de la pipeta colocar el pulgar sobre el mando o émbolo de pipeteado. oprimir el émbolo. cuando el émbolo se presiona sentirá un punto de resistencia. éste es el primer “alto” o "tope". si continúa presionando encontrará un punto donde el émbolo ya no se mueve hacia abajo, este corresponde al segundo “alto” o "tope". oprimir el émbolo hasta el primer tope y colocar la punta dentro del líquido hasta una profundidad de 2 a 3 mm. de una manera lenta y controlada, disminuya la presión del émbolo para permitir que se desplace hacia arriba (Slideshare, 2017).” Descripción de las imágenes: (De izquierda a derecha). Ingeniera Fonseca Mireya, mostrando el modelo de utilizar correctamente la pipeta enfocando sus manos y sus dedos de la mano derecha. Estudiante de la asignatura siguiendo la práctica adecuadamente para la utilización de la pipeta en el laboratorio. Las pipetas deben ser almacenadas, siempre en posición vertical, en el rango de medición máximo y en un área limpia. Recuerde siempre que la punta está en contacto directo con la muestra, y puede contaminar la solución, mantener las manos limpias siempre. A continuación, se presenta el uso adecuado de la pipeta en un laboratorio, mientras se toma las muestras: El líquido se aspira mediante un ligero vacío usando bulbo de succión o propipeta, nunca la boca. Asegurarse que no haya burbujas ni espuma en el líquido. Limpiar la punta de la pipeta antes de trasladar el líquido. Llenar la pipeta sobre la marca de graduación y trasladar el volumen deseado. El borde del menisco debe quedar sobre la marca de graduación. Aspirar el líquido mediante vacío utilizando un bulbo de succión o una propipeta en la punta libre. Se hace descender el líquido por encima del aforo superior. Rápidamente colocar el dedo índice obturando la punta superior para evitar que el líquido descienda. Disminuir lentamente la presión ejercida por el dedo hasta que el líquido comience a descender. Volver a presionar cuando el menisco (la curva de la superficie del líquido) llegue a 0. Si desciende demasiado se debe volver a empezar. Trasladar la pipeta al nuevo recipiente. Disminuir levemente la presión ejercida con el dedo hasta llegar a la cantidad de mililitros deseados. En el caso de las pipetas graduadas, se debe sacar el dedo completamente y dejar que el contenido caiga por completo, sin forzar la caída de las últimas gotas. No soltar el émbolo abruptamente, al permitirlo causará que el líquido pueda salpicar dentro de la punta produciendo volúmenes inexactos y generando contaminación de la pipeta. una vez el émbolo se haya desplazado hasta arriba mantenga la micro pipeta en el líquido durante un segundo, esto evita que se aspire aire en la parte final. 1.2.3.5 ERROR DE UNA PIPETA POR CAPACIDAD CAPACIDAD EN ML(HASTA) 2 5 20 30 50 100 200 1.2.4 LÍMITE DE ERROR 0.006 0.01 0.02 0.03 0.05 0.08 0.10 QUE SON LOS INDICADORES, TIPOS DE INDICADORES CON SUS RANGOS DE PH. Los Indicadores son colorantes con una estructura relativamente compleja cuyo color cambia según estén en presencia de un medio ácido o un medio básico. La variación de color se le conoce como viraje así que el indicador puede alterar su estructura debido a cambios en el pH es decir que si el medio es lo suficientemente básico podría perder un protón y por tanto al modificarse su estructura química cambiaría su color. Imagen 11 Un indicador de pH, es una sustancia que permite medir el pH de un medio se utilizan como indicador a sustancias químicas que cambian su color al cambiar el pH de la disolución. El cambio de color se debe a un cambio estructural inducido por la prolongación o des prolongación de la especie. Esto hace que los indicadores ácido-base tienen un intervalo de viraje de una unidad arriba y otra abajo de pH en la que cambian la disolución se encuentran de un color a otro, o de una disolución incolora a una coloreada. Imagen 12. 1.2.4.1 La escala de pH La escala de pH se usa para clasificar soluciones en términos de su acidez o alcalinidad. Puesto que la escala está basada en valores de pH, es logarítmica lo que significa que un cambio en una unidad de pH corresponde a un cambio diez veces mayor en la concentración de iones. Imagen 13 1.2.4.2 TIPOS DE INDICADORES CON SUS RANGOS DE PH Indicador ácido-base Es una sustancia que puede ser de carácter ácido o básico débil, de naturaleza orgánica, que poseen la propiedad de presentar coloraciones diferentes dependiendo del pH de la disolución en la que dicha sustancia se encuentre diluida. En la tabla se muestran algunos indicadores ácido-base junto a sus intervalos de viraje y el color que tienen cuando el pH es menor o superior, ha dicho intervalo. Imagen 14 Indicadores redox Un indicador redox es una sustancia cuyo color es intenso y distinto en sus estados oxidado y reducido. Se utilizan como indicador en las titulaciones redox por lo que estas sustancias requieren sólo un ligero cambio en la proporción de un estado a otro, para variar de color ya que no alteran significativamente el titúlante el color se puede apreciar aun cuando la concentración del indicador es baja. Imagen 15. Indicadores ácido-base naturales Se encuentran en las hojas, flores, frutos y tallos de numerosas especies vegetales. Se puede citar que cuyas flores son azules si está sembrada en un suelo ácido, rico en aluminio pero en suelos alcalinos, sus flores son entre rosadas y púrpuras. Imagen 16. Indicadores de adsorción Los indicadores de adsorción son colorantes orgánicos aniónicos al mismo tiempo la acción de estos indicadores es debida a que la adsorción del indicador se produce al alcanzar el punto de equivalencia y durante el proceso de adsorción ocurre un cambio en el indicador que lo transforma en una sustancia de color diferente. Imagen 17. Indicadores químicos con capacidad de luminiscencia El luminol es un compuesto químico que se encuentra en un agente oxidante por lo cual emite una luz azul. El luminol se usa en la práctica forense para detectar la presencia de sangre aunque esta no sea evidente ya que el luminol reacciona con el hierro presente en la hemoglobina. Imagen 18. Indicadores químicos de humedad El gel de sílice es una sustancia química que presenta gran capacidad para absorber agua usándose para mantener secos los medicamentos, también aplica para algunos alimentos, entre otros. El gel de sílice se usa en pequeñas bolsas que acompañan los productos a desecar. Para asegurarse que el desecante está en capacidad de cumplir su función, se le acompaña de un indicador químico de humedad es decir cuando el indicador es de color naranja cuando está seco, y violeta cuando se humedece. 1.3 PROCEDIMIENTO a. Realizar los cálculos correspondientes: cantidad de NaOH al 97% necesarios para preparar 250 ml de solución 0.1 N. b. En un matraz aforado de 250ml colocar aproximadamente 100 ml de agua destilada c. Colocar el NaOH pesado, agitar hasta que se disuelva completamente. d. Adicionar agua destilada hasta la línea de enrase y agitar para que se homogenice la solución. e. En la bureta colocar el HCl de concentración desconocida. f. Con una pipeta tomar los volúmenes que se indiquen y colocar en un Erlenmeyer. g. Adiciona 2 o 3 gotas de fenolftaleína y agitar la solución, la misma que tomará un color rosa pálido. h. Valorar el NaOH que se encuentra en el Erlenmeyer frente al HCl que se encuentra en la bureta, para ello dejar caer el HCl gota a gota, hasta que la solución esté incolora, agitando constantemente la solución, y se mantenga por 30 segundos, este es el punto final de la neutralización ácido-base. 1.4 CALCULOS Y RESULTADOS: a. Escribir las reacciones que se verifican b. ¿Cuál es la cantidad de NA(OH) al 97% necesarios para necesarios para preparar 250 ml de solución 0.1 N? 1.5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Observamos y estudiamos que el ph está presente do quiera que veamos y do quiera que nos desarrollemos, el uso adecuado de la pipeta es muy importante pues cualquier piano se entona con las manos nunca con los ojos. De esta forma se recomienda que en las próximas prácticas se tome a la pipeta como se ha indicado anteriormente. 1.6 WEB GRAFIA: Arroyo, L. D. (1962). Las soluciones químicas. Revista de la Facultad de Ciencias Naturales de Salta, 1(3), 5-29. Cova, V. (2018). Unidad 5. Soluciones acuosas. Universidad Nacional del Litoral, 21 https://www.monografias.com/trabajos97/solucionesquimicas/soluciones Marconi, J., 2013. Las soluciones químicas. Monografias.com.Recuperado de: Remota, P. X. A. (2016). PRACTICA No. 4 SOLUCIONES. Química General, 39. Tolentino, M. L. (2021). Soluciones. Vida Científica Boletín Científico de la Escuela Preparatoria No. 4, 9(17), 44-45. Whitten, K. W., Gailey, K. D., Davis, R. E., de Sandoval, M. T. A. O., & Muradás, R. M. G. (1992). Química general. McGraw-Hill. Esteve, A. 2020. Materiales de laboratorio, Pipeta. C/ Francesc Tàrrega, 47 Local 08027 Barcelona, España. Obtenido de: https://materialesdelaboratorio.info/pipeta#4 Sánchez, L. 2012. 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