Tercera clase

Preparación de disoluciones

1.Introducción teórica

A continuación voy a hacer una introducción de esta práctica en la que tenemos como objetivo preparar disoluciones de concentración conocida a partir de un soluto sólido y de otra disolución de concentración conocida.

Para ello necesitaremos :

·  Vasos de precipitados : Un vaso de precipitados es un recipiente cilíndrico de vidrio borosilicado fino que se utiliza muy comúnmente en el laboratorio, sobre todo, para preparar o calentar sustancias y traspasar líquidos

·      

      Vidrio de reloj: El vidrio de reloj, luna de reloj o cristal de reloj es una lámina de vidrio en forma circular cóncava-convexa. Se llama así por su parecido con el vidrio de los antiguos relojes de bolsillo. Se utiliza en química para evaporar líquidos, pesar productos sólidos o como cubierta de vasos de precipitados, y contener sustancias parcialmente corrosivas. Es de tamaño medio y muy delicado.

                                                                                                                                              

·      

      Varilla de agitar. La varilla de agitaciòn es de vidrio.se utiliza para agitar las disoluciones

Balanza. La balanza es un instrumento de laboratorio que mide la masa de un cuerpo o sustancia química, utilizando como medio de comparación la fuerza de la gravedad que actúa sobre el cuerpo

 

                                                                                                                                                                        

·   Matraz aforado. El matraz aforado es parte del llamado material de vidrio de laboratorio y consiste en un tipo de matraz que se usa como material volumétrico. Se emplea para medir un volumen exacto de líquido en base a la capacidad del propio matraz, que aparece indicada.

 

·   Pipeta. La pipeta es un instrumento de laboratorio el cual sirve para medir o transvasar cantidades pequeñas de líquido de un recipiente a otro.

                                                                                                                                                             

·    

     Aspirador de cremallera. Se utiliza acoplando este material a la pipeta, para succionar líquidos peligrosos. Se acopla la pipeta en la parte inferior, al mover la rueda, subiendo la cremallera, sube el líquido.

 

·         Bicarbonato sódico. Es un compuesto sólido cristalino de color blanco soluble en agua, con un ligero sabor alcalino parecido al del carbonato de sodio (aunque menos fuerte y más salado que este último), de fórmula NaHCO3. Se puede encontrar como mineral en la naturaleza o se puede producir artificialmente.

·         

      Ácido clorhídrico diluido de concentración 1 mol/L.

                                                                            

 

A continuación realizaremos unas disoluciones en la práctica y voy hacer una breve explicaión de lo que son. Una solución (o disolución) es una mezcla de dos o más componentes, perfectamente homogénea ya que cada componente se mezcla íntimamente con el otro, de modo tal que pierden sus características individuales. Esto último significa que los constituyentes son indistinguibles y el conjunto se presenta en una sola fase (sólida, líquida o gas) bien definida.  Una solución que contiene agua como solvente se llama solución acuosa.

Si se analiza una muestra de alguna solución puede apreciarse que en cualquier parte de ella su composición es constante.

Entonces, reiterando, llamaremos solución  o disolución a las mezclas  homogéneas que se encuentran en  fase líquida. Es decir,  las mezclas homogéneas que se presentan en fase sólida,  como las aleaciones (acero, bronce, latón) o las que se hallan en fase gaseosa (aire, humo, etc.) no se les conoce como disoluciones. Las mezclas de gases, tales como la atmósfera, a veces también se consideran como soluciones.

Las sales, los ácidos, y las bases se ionizan cuando se disuelven en el agua.

Molaridad: Es la forma más frecuente de expresar la concentración de las disoluciones en química. Indica el número de moles de soluto disueltos por cada litro de disolución; se representa por la letra M. Una disolución 1 M contendrá un mol de soluto por litro, una 0,5 M contendrá medio mol de soluto por litro, etc. El cálculo de la molaridad se efectúa determinando primero el número de moles y dividiendo por el volumen total en litros:
2.Descripción del experimento realizado

El objetivo de esta práctica, es preparar disoluciones de concentración conocida a partir de un soluto sólido, y otra disolución de concentración conocida, y para ello hemos dividido el experimento en tres partes:

     1.Parte uno : Preparación de una disolución de sulfato de cobre pentahidratado en agua de concentración 0'01 mol/L.

Durante esta primera parte prepararemos un litro de disolución de sulfato de cobre pentahidratado (CuSo_4.5H₂O) en agua. Para ello seguiremos los siguientes pasos.

1.1- Calcular la masa del sulfato de cobre necesaria.

       Primero debemos calcular a partir de la siguiente fórmula los números de moles:

C=n/V 

donde:
C= concentración
n= número de moles
V= volumen de la disolución.

Se despeja de la fórmula n, y nos quedaría así:

n=C.V 

Y ya solo nos quedaría resolverlo.

n=0'01.1 

n=0'01mol.

Despues de esto aplicaremos la siguiente fórmula, para hallar ya la masa de sulfato de cobre:

 n=m/M

donde:
n= al número de moles calculados anteriormente
m= masa
M= masa atómica.

Se despeja de la fórmula la masa, y nos queda así:

m=n.M 

y ya solo queda resolverlo.

m=0'01.250
m=2,5gramos.

NOTA: La masa atómica sale de sumar cada una de las masas atómicas de los elementos que conforman el CuSo_4.5H₂O.

1.2-Pesar el sulfato de cobre necesario con la balanza, en un vidrio de reloj. (2,5gramos)
      Nos debe de quedar la cantidad que se muestra en la foto:

1.3-Disolver en un vaso de precipitados el sulfato de cobre añadiendo agua (utilizar una cantidad en torno a 100 ml como se muetra en la imagen). Al tener un color azulado, el agua incolora quedará de este color.

1.4-Volcar el contenido del vaso de precipitados en el matraz aforado y enrasar hasta el aforo (marca del matraz). Su volumen es de un litro. añadir el agua con un vaso de precipitados y ayudarse al final de un cuentagotas para más precisión.

Así es como debe quedar

     2.Parte dos: Preparación de una disolución de ácido clorhídrico de concentración 0'1mol/L

En esta segunda parte prepararemos 50ml de disolución de ácido clorhídrico en agua de concentración 0'1mol/L. Para ello partiremos de una disolución de ácido clorhídrico de concentración 1 mol/L. Seguiremos los siguientes pasos:

2.1-Calcular el volumen de la disolución de c=1mol/L que necesitaremos. Primero para poder realizar esta disolución necesitamos saber el volumen de ácido clorhídrico que hará falta. Esto lo calculamos averiguando el número de moles que necesitaríamos aplicando la fórmula C=n/V sabiendo que la disolución que queríamos tenía una concentración de 0'1 mol/L y un volumen de 0'05 L.

C=n/V
n=0'1 . 0'05
n= 0'005mol

Ahora con esa misma fórmula debemos calcular el volumen de la disolución en caso de que la concentración sea de 1mol/L,y para ello utilizamos la misma fórmula.

C=n/V
V=0'005/1
V=0'005L

Ya tenemos el volumen necesario de ácido clorhídrico (5mililitros) y podemos realizar la disolución.

2.2 En una proveta añadimos unos 25 ml de agua:

2.3 El primer paso es añadir 25 mililitros de agua en una probeta y, con la ayuda de la pipeta y el aspirador, tomamos los 5 mililitros de ácido clorhídrico que necesitábamos en la disolución y los añadimos sobre el agua de la probeta, teniendo en cuenta que siempre se añade el ácido sobre el agua. Por último llenamos la probeta con agua hasta los 50 mL. Con esto tendríamos hecha nuestra disolución de ácido clorhídrico de concentración 0.1 mol/L.

4.Conclusión

Para terminar como conclusión final podemos decir que hemos comprobado dos tipos de disoluciones, ambas homogéneas, una utilizando un soluto sólido y la otra utilizando un soluto líquido.
Otra conclusión es que también hemos podido comprobar como los cálculos del número de moles tienen su aplicación práctica, a partir de las fórmulas de la masa de una sustancia (n=m/M) y a partir de las concentraciones de las disoluciones (c=n/v) hemos podido sacar la masa necesaria de sulfato de cobre pentahidratado y el volumen necesario de ácido clorhídrico para poder realizar las disoluciones. Ademas hemos encontrado un video bastante interesante que habla y explica los temas tratados durante esta práctica:
https://www.youtube.com/watch?v=83WT6-efQr0