Concentraciones Saturadas

Encabezado: Concentraciones Saturadas Salcedo, D. │1 004348-0083

Concentraciones saturadas

Nombre de la estudiante: Doménica Salcedo

Código BI: 004348-0083

Fecha: Septiembre 9, 2014

Nombre del colegio: Unidad Educativa Bilingüe Nuevo Mundo

Nombre del profesor: César Serrano

Materia: Química

Salcedo, D. │2Concentraciones Saturadas 004348-0083

Tabla de contenido

Diseño........................................................................................................................................3Pregunta de laboratorio:.........................................................................................................3Objetivo:.................................................................................................................................3Variables................................................................................................................................3Variable independiente:.........................................................................................................3Materiales...............................................................................................................................3Control de variables...............................................................................................................4Medidas de seguridad:............................................................................................................6

Marco teórico.............................................................................................................................8Recolección y tabulación de datos...........................................................................................10Conclusión................................................................................................................................13Evaluación................................................................................................................................15Referencias...............................................................................................................................16


Concentraciones saturadas

Diseño

Pregunta de laboratorio: ¿Cómo varía el peso de cristal ± 0.1g resultante de la disolución

de diferentes concentraciones de Sulfato de cobre (Cu2SO4) al: 5%, 10%, 15%, 20%, 25%y

30%, en 25.0 ± 0.2 ml de agua destilada luego de 7 días?

Objetivo: Determinar la variación del peso de cristal ±0.1 g al exponer diferentes

concentraciones de Sulfato de cobre (5%, 10%, 15%, 20%, 25%,30%) en 25.0± 0.2 ml de

agua destilada durante 7 días.

Variables

Variable independiente: Diferentes concentraciones de sulfato de cobre (Cu2SO4): (5%,

10%, 15%, 20%, 25%,30%)

Variable dependiente: Peso del cristal resultante.

Variable controlada: Tiempo (7 días) y cantidad de agua destilada (25.0±0.2 ml)

Materiales

Sustancias:

750.0 ±0.2 ml de Agua destilada

294.0 ±0.1 g de Sulfato de cobre

Materiales:

1 Embudo

1 Mechero de alcohol

1 Espátula


1 Soporte universal

1 Aro metálico

1 Rejilla de arcilla

1 Trípode

1 Triángulo

1 Termómetro ± 0.3 ºC

30 Papeles filtro

1 Agitador

1 Balanza digital ±0.1 g

1 Vidrio reloj

1 Vaso de precipitación

30 Cristalizadores

1 Probeta de 25.0 ±0.2 ml

1 caja de Fósforos

Control de variables

1. Realizar los cálculos de concentración para la disolución:

Soluto ( ml )=%V

V× Solución(ml)

100

Soluto1 (ml )=5 %×25 ml100

Soluto1 (ml )=1.25 g

Soluto2 (ml )=10 %×25ml100



Soluto3 (ml )=15 %×25 ml100


Soluto4 (ml )=20 % ×25 ml100

Soluto4 (ml )=5.0 g

Soluto5 (ml )=25 %× 25 ml100


Soluto6 ( ml )=30 %× 25 ml100

Soluto6 ( ml )=7.5 g

2. Pesar los gramos de sulfato de cobre correspondientes de cada cálculo de

concentración (1.25, 2.50, 3.75, 5.0, 6.25 ,7.5± 0.1 g)

3. Colocar en el vaso de precipitación 25.0± 0.2 ml agua y calentarla con un mechero de

alcohol.

4. Agregar los gramos de sulfato de cobre correspondientes para cada concentración

5. Homogenizar la mezcla

6. Controlar que la temperatura no sea mayor a 60ºC con un termómetro ±0.3 ºC,

evitando tocar las paredes del vaso de precipitación para evitar alteraciones en la

temperatura de la disolución.

7. Filtrar la disolución en el embudo con el papel filtro, en una estructura de filtración.

8. Colocar la solución en un cristalizador

9. Dejar evaporar el agua por 7 días.

10. Pasado el tiempo, pesar el cristal obtenido con una balanza digital ± 0.1 g

11. Tabular los datos obtenidos


Medidas de seguridad:

Uso de guantes, mandil y gafas de seguridad para evitar cualquier contacto con Sulfato de

Cobre (Cu2SO4) y así proteger la integridad personal. Los desechos líquidos serán

desechados al desagüe. Los desechos sólidos serán colocados categóricamente en los

basureros destinados para el Papel, desechos orgánicos y plásticos. El vaso de precipitación

que se expondrá al calor será, en este caso, marca PYREX para evitar cualquier accidente.

Poner en orden todos los materiales. Mantener el mechero de alcohol encendido alejado de

algún objeto inflamable.

Método de recolección de datos:

1. Usar todos los implementos de seguridad necesarios: guantes, mandil, mascarilla y

gafas de seguridad.

2. Alistar todos los materiales y las sustancias que se van a utilizar.

3. Verificar que todos los materiales estén limpios, secos y en buen estado.

4. Armar el soporte universal.

5. Colocar el aro de metal y la rejilla de arcilla.

6. Encender la balanza digital ±0.1g

7. Colocar el vidrio reloj y Tarar la balanza digital ±0.1g

8. Pesar los gramos de Sulfato de Cobre (Cu2SO4) correspondientes para cada

solución.

9. En la probeta de ±0.2 ml medir 25.0 ±0.2 ml de agua destilada.

10. Colocar en el vaso de precipitación los 25.0 ±0.2 ml de agua destilada y los gramos

correspondientes de sulfato de cobre

11. Homogenizar la mezcla utilizando un agitador

12. Encender el mechero de alcohol con ayuda de fósforos


13. Controlar la temperatura con un termómetro ±0.3 ºC hasta que esta llegue a los

60.0ºC ±0.3ºC

14. Al llegar a los 60.0 ±0.3ºC retirar la solución del calor.

15. Apagar el mechero de alcohol.

16. Colocar el triángulo en el trípode el cual servirá de soporte al embudo

17. Colocar un embudo con el papel filtro en el triángulo

18. Filtrar la disolución en un cristalizador

19. Limpiar y dejar en su lugar cada uno de los materiales utilizados

20. Dejar que el agua se evapore durante 7 días

21. Luego del tiempo establecido, pesar con la balanza digital ±0.1g los cristales

formados

Fotografías

Tomada por Valeria Bastidas

Pesando en una balanza digital ± 0.1g, las cantidades respectivas de Sulfato de Cobre para cada una de las soluciones (1.25, 2.50, 3.75, 5.0, 6.25 ,7.5± 0.1 g)


Midiendo en un probeta los 25.0 ±0.2 ml de agua destilada.



Filtrando al disolución de 25.0 ±0.2 ml de agua destilada con el sulfato de cobre.


Muestras de cada una de las disoluciones en cristalizadores.

Marco teórico

Según el Dr. Pizarro (2013) una solución es una mezcla homogénea de, mínimo, dos

elementos. En estas participan el solvente y el soluto. El solvente es aquella sustancia

química que se encuentra en menor cantidad de la disolución, mientras que el solvente es el

medio donde se disuelve el soluto (Vogt, 2012). Al disolver el soluto en agua se convierte en

una solución acuosa. El agua tiene características de ser el solvente universal ya que la

mayoría de las sustancias se disuelven en esta excepto los solventes hidrofóbicos (Hoyos,

2010).

Existen diferentes tipos de soluciones, entre estas están las saturadas. Las soluciones

saturadas son aquellas soluciones que en la que la capacidad de disolución del solvente es

óptima, el solvente no puede recibir más soluto a una temperatura determinada. (Pinto, 2009).


De acuerdo a Patricio Barros (2014) la relación que existe entre el solvente y el soluto en

una disolución en cuanto a las cantidades existentes de cada uno se lo denomina

concentración.

Entre una de las características de las soluciones está su capacidad de separarse por

diferentes métodos. Para separar la disolución acuosa de Sulfato de cobre se utiliza la

cristalización.

La cristalización es la formación, a partir de disoluciones, de sólidos cristalinos. Consiste

en la formación de una red compuesta de enlaces de iones para conseguir como resultado

cristales. De esta manera se transforma una solución liquida en precipitados de cristales

sólidos (Méndez, 2010).

La cristalización consiste en la evaporación del agua que es parte de la solución de Sulfato

de cobre con agua. A medida que la concentración del soluto en la solución saturada

aumenta, el soluto se separa del solvente en forma de cristales. Los cristales adoptarán el

color azul del sulfato de cobre en forma hidratada (Moreno, 2009)

El sulfato de cobre que se utilizó fue en forma hidratada (CuSO4·5H2O), a esto se debe su

color azul brillante. Se los obtiene en minas, y se lo utiliza por lo general en cultivos como

fertilizante.

La cristalización es utilizada en la industria para la fabricación de aspirinas, obtención de

aceite de mejor calidad, etc. (Ramírez, 2013). También en la cristalización de la sacarosa,

purificación de productos que se producen a partir de petróleo (Castro, s.f.)


Recolección y tabulación de datos

Tabla # 1: Peso de cristal obtenido ±0.1 g obtenido en la reacción de cristalización por la

disolución al 5% de 3.0 ±0.1 g de Sulfato de Cobre (Cu2SO4) en 25.0 ±0.2 ml de agua

destilada.

1 5% 26.2 3.42 5% 25.3 3.53 5% 26.5 3.14 5% 26.8 3.25 5% 26.3 3.2

Total 131.1 16.4Promedio 26.22 3.28

Concentración de la solución

Peso de la solucion de 3.0 ±0.1 g de Sulfato de Cobre (Cu2SO4) en 25.0 ±0.2 ml de agua destilada.

Peso de cristal obtenido ±0,1 g.



destilada.

1 10% 28.6 5.62 10% 29.3 5.53 10% 29 5.54 10% 28.8 5.45 10% 28.4 5.6

Total 144.1 27.6Promedio 28.82 5.52


Peso de la solucion de 5,5 ±0.1 g de Sulfato de Cobre (Cu2SO4) en 25.0 ±0.2 ml de agua destilada.





destilada.

1 15% 30.5 7.22 15% 29.3 8.03 15% 32.2 8.44 15% 30.2 7.75 15% 31.2 7.8

Total 153.4 39.1Promedio 30.68 7.82






destilada.

1 20% 34.3 10.72 20% 33.9 11.33 20% 34.3 9.64 20% 32.7 10.65 20% 32.9 10.1

Total 168.1 52.3Promedio 33.62 10.46







destilada.

1 25% 37.1 13.72 25% 35.5 13.13 25% 36.4 13.84 25% 35.9 12.45 25% 37.1 14.4

Total 182.0 67.4Promedio 36.4 13.48






destilada.

1 30% 37.8 15.12 30% 38.0 15.53 30% 39.5 16.14 30% 39.2 16.25 30% 39.4 16.4

Total 193.9 79.3Promedio 38.78 15.86





Gráfica # 1: Representación de la correlación entre los promedio del peso de cristal obtenido

±0,1 g obtenido en la reacción de cristalización por la disolución al 5%, 10%, 15%, 20%,

25%, 30% de Sulfato de Cobre (Cu2SO4) en 25.0 ±0.2 ml de agua destilada.

0 5 10 15 20 25 30 350

2

4

6

8

10

12

14

16

18

R² = 0.987155648128311

Peso de Cristal obtenido

Peso de Cristal obtenido

Linear (Peso de Cristal obtenido)

Concentraciones

Peso del cristal obteni-do ±0.1 g

Análisis: Claramente se observa la relación de la concentración del Sulfato de cobre y el peso

del cristal obtenido tras la cristalización de las diferentes concentraciones saturadas. El

coeficiente de correlación dio como resultado un valor muy cercano a cero (0.99), lo que

explica que esta relación es fuerte y directa. A medida que la concentración de Sulfato de

Cobre aumenta, la cantidad de cristal obtenido también aumenta. Los valores no están muy

dispersos.

Conclusión

El objetivo era analizar si a medida que la concentración de la solución aumenta el peso

del cristal resultante luego de la cristalización también lo haría. Tomando en acotación el

grafico # 1 podemos concluir que la relación entre estas variables es lineal, la relación si


existe y se la evidencia notoriamente. Los datos no están dispersos, lo que demuestra lo

fuerte que es la relación entre los datos.

Según Eulogio Castro (s.f.) la cristalización consciente en el proceso mediante cual una

solución acuosa saturada se transforma en sólido, sus componentes se separan. Basándonos

en la información de Nicolás Vogt (2012) en cuanto a solventes y solutos, los dos

componentes de las soluciones saturadas fueron el agua como soluto y las diferentes

cantidades de sulfato de cobre como solvente, teniendo en cuenta que las soluciones saturadas

son aquellas que no admiten más solvente hasta cierta temperatura (Pinto, 2009). Tal como

se lo esperaba, las variables tienen relación entre ellas, a medida que la concentración

aumenta igual el peso del cristal obtenido, lo que significa que la separación del soluto con el

sustrato es efectiva. Esta disoluciones se cristalizaron, lo que significa que los iones

presentes en esta se unieron por enlaces formando así una red, la que es conocida como

cristales (Méndez, 2010). Para que ocurra la cristalización la solución saturada debe ser

expuesta a altas temperaturas, tal como se lo hizo, para que al enfriarse pasen a ser

disoluciones sobresaturadas formando así los cristales (Méndez, 2010).

Se realizaron diferentes concentraciones de las soluciones saturadas, de acuerdo a Patricio

barros el concepto de concentración se resume a la relación entre las cantidades de soluto y

solvente. Según Ángeles Méndez (2010), las concentraciones de la disolución afectaran la

forma y peso de los cristales, como se lo evidenció. Por ello es que a mayor concentración

saturada los valores del peso del cristal aumentaron comprobando así lo ya evidenciado en el

gráfico 1. Durante la práctica se logró observar las diferentes formas y grosores de los

cristales formados, lo que apoya la idea. La cristalización tiene diferentes usos a nivel

industrial, eh allí su importancia. Sirve para la cristalización de la sacarosa, Fabricación de

aspirinas, entre otros (Ramírez, 2013).


En cada una de las mediciones se ha considerado el margen de error tanto de la balanza

digital (±1.0g) y de las probetas (±0.2) para así asegurarnos de que los valores medidos y

pesados sean los correctos, pero teniendo en cuenta que puede cada uno tener un margen de

error.

Evaluación

Los datos obtenidos, se puede afirmar, son válidos ya que el diseño fue aplicado a

cabalidad en cada una de las concentraciones. Cada concentración fue expuesta a las mismas

condiciones para que no exista una gran variabilidad en los datos. Se realizaron pruebas

antes de la experimentación para buscar la mejor manera de efectuar esta práctica de

laboratorio, al encontrar la exitosa se procedió a continuar y usar esa como referencia. Las

repeticiones realizadas en cada concentración permiten balizar cada uno de los datos

obtenidos. La calidad de los datos obtenidos es buena ya que se los recolecto en tablas

previamente graficadas, a medida que se tenía un valor este era anotado inmediatamente sin

ninguna alteración.

En la medición de la temperatura se aseguró de no tocar las paredes del vaso de

precipitación para no obtener un valor de temperatura erróneo. Al realizar la medición del

agua se calculó que se encuentre exactamente en el menisco de la solución sobre la línea de

medición. El aro metálico se encontraba a la misma distancia del mechero de alcohol en cada

una de las repeticiones. También se procuró utilizar la misma balanza asegurándose asi que

todos los pesos tengan las mismas condiciones.

Como propuesta de mejora sería interesante investigar el tiempo que tarda cada

concentración en cristalizarse, también sería interesante analizar el tamaño y el grosor de

cada uno de los cristales obtenidos ya que a lo largo de la práctica se logró observar que estos


varían a medida que la concentración aumenta, al igual que se logró analizar que a mayor

concentración la cristalización ocurre en mayor tiempo.

Referencias

Barros, P. (2014). Explicación para aclarar los conceptos de solvente y soluto. Obtenido en:

http://www.quimicayalgomas.com/quimica-general/soluciones-soluto-y-solvente/

Moreno, F. (2009). Cristalización del sulfato de cobre. España. Obtenido en:

http://www.escritoscientificos.es/trab1a20/sulfato.htm

Castro, E. (s.f.). Cristalización. Obtenido de:

http://www4.ujaen.es/~ecastro/proyecto/operaciones/materia_calor/cristalizacion.html

Dr. Pizarro. (2013). Soluciones (o disoluciones) químicas. Chile. Obtenido en:

http://www.profesorenlinea.cl/Quimica/Disoluciones_quimicas.html

Hoyos, P. (2010). Agua, solvente universal. Obtenido de:

http://es.slideshare.net/PaoladeHoyos/agua-solvente-universal-1

Méndez, A. (2010). Cristalización. Obtenido de:

http://quimica.laguia2000.com/general/cristalizacion

Pinto, F. (2009). Tipo de soluciones. Obtenido en:

http://solucionessatuinsatusobresatu.blogspot.com/2009_05_01_archive.html

Ramírez, N. (2013). Cristalización. Obtenido de:

http://proindusitriales.blogspot.com/2013/05/cristalizacion-lacristalizacion-es-un.html

Vogt, N. (2012). DEFINICIÓN: Soluto y solvente. Obtenido de:

http://nicolasvogt1.blogspot.com/2012/05/definicion-soluto-y-solvente.html

http://proindusitriales.blogspot.com/2013/05/cristalizacion-lacristalizacion-es-un.html

http://solucionessatuinsatusobresatu.blogspot.com/2009_05_01_archive.html

http://quimica.laguia2000.com/general/cristalizacion

http://www.profesorenlinea.cl/Quimica/Disoluciones_quimicas.html

http://www.escritoscientificos.es/trab1a20/sulfato.htm



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