LABORATORIO 6. PROPIEDADES FÍSICAS DE LAS DISOLUCIONES

OBJETIVOS

Objetivos generales Preparar una disolución a partir de un soluto sólido. Preparar una disolución a partir de otra disolución. Obtener la curva de solubilidad para el KNO3.

Objetivos específicos Conocer y aplicar las normas de seguridad en el trabajo en el laboratorio y en el manejo de los reactivos

utilizados en las prácticas de laboratorio. Adquirir destreza en la identificación, manejo y cuidado de materiales, reactivos y equipos, utilizados en el

laboratorio de química. Fomentar el trabajo en grupo. Habilidad para manejar su tiempo en forma eficiente.

ASPECTOS TEÓRICOS

Una disolución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias químicas tal que el tamaño molecular de las partículas sean inferiores a 10--9 m. Se llama mezcla coloidal cuando el tamaño de partícula va de 10 -9 m a 2 ·10-7 m y Se llama suspensión cuando el tamaño de las partículas es del orden de 2 ·10-7 m.Una disolución se compone de soluto (se encuentra en menor proporción) y solvente (se encuentra en mayor proporción y es el medio de dispersión).

Las disoluciones se clasifican según: el número de componentes, el estado físico de soluto y disolvente (gas – gas ejemplo aire; liquido – gas ejemplo niebla; solido – gas ejemplo humo; gas – liquido ejemplo CO2 en agua; liquido – liquido ejemplo petróleo; solido – liquido ejemplo Azúcar-agua; gas – solido ejemplo H2 –platino; liquido – solido ejemplo Hg – cobre; solido – solido); la proporción de los componentes (Diluidas (poca cantidad de soluto); Concentradas (bastante cantidad de soluto); Saturadas (no admiten mayor concentración de soluto) ); y el carácter molecular de los componentes (Conductoras, Los solutos están ionizados (electrolitos) tales como disoluciones de ácidos, bases o sales; No conductoras, El soluto no está ionizado).

La concentración de las soluciones se pueden expresar en: gramos/litro, Tanto por ciento en masa, Tanto por ciento en masa-volumen, Molaridad, Normalidad, Fracción molar (Si hubiera más de un soluto siempre ocurrirá que la suma de todas las fracciones molares de todas las especies en disolución dará como resultado “1”.); Molalidad.

Las sustancias que se usan en el laboratorio suelen contener impurezas. Para preparar una disolución se necesita saber qué cantidad de soluto puro se añade se le conoce como riqueza (). = masa de la sustancia pura / masa de la sustancia comercial * 100; de donde masa de la sustancia comercial= masa de la sustancia pura * 100 /.

La solubilidad es Es la máxima cantidad de soluto que se puede disolver en una determinada cantidad de disolvente (normalmente suelen tomarse 100 g).La solubilidad varía con la temperatura se mide mediante una curva de solubilidad. Estas curvas hacen posible saber a simple vista si la solubilidad aumenta o disminuye con la temperatura y poder calcular la cantidad de solvente necesaria para disolver completamente una cantidad de soluto a determinada temperatura.

DATOS DEL LABORATORIO REACTIVOS – IMPLEMENTOS GRAMOS – TEMPERATURA

NaCl 1,8050gHNO3 0.63 mlKNO3 3gT a la que se disuelve el soluto KNO3 a 3ml de solución 80°CT a la que aparecen los primeros cristales KNO3 3ml de solución

41°C

T a la que se disuelve el soluto KNO3 a 4ml de solución 78°CT a la que aparecen los primeros cristales KNO3 4ml de solución

30°C

CONCLUSIÓN

La temperatura de solubilidad de KNO3 a mayor volumen de solución menor su temperatura. La temperatura cuando se disuelve KNO3 a mayor volumen de solución menor su temperatura

RECOMENDACIONES

Seguir correctamente los pasos indicados para la elaboración del laboratorio. Suministrar la cantidad correcta de reactivos indicados en el laboratorio. Manejar correctamente los implementos del laboratorio.

ASPECTOS TEÓRICOS

1. Calcular los gramos de NaCl necesarios para preparar 100cm3 de disolución 0.6 M de NaCl en agua

M= moles de NaCl / Litros de disolución

0.6=moles de NaCl / 0.1 L Peso molecular de NaCl: 58,44g

0.06=moles de NaCl

Gramos de NaCl= 0.06 mol de NaCl * 58,44g de NaCl / 1 mol de NaCl= 3.5064g NaCl

2. Calcular los gramos de NaOH necesarios para preparar 100ml de disolución de NaOH en agua al 6% P/V

P/V= (gramos soluto NaOH / ml solución agua) * 100

6%= (gramos de soluto NaOH / 100ml) * 100

0.06= gramos de soluto NaOH / 100ml

6= gramos de soluto NaOH

3. Calcular los gramos de Na2SO4 necesarios para preparar 250 cm3 de disolución de Na2SO4 en agua de concentración 15 g/L

250cm3 a L= 0.25 L . 15g/L * 0.25L= 3.75g de Na2SO4

4. Calcular el volumen en ml de HNO3 comercial necesario para preparar 250 ml de disolución 0.1M de HNO3 a partir de ácido nítrico comercial de densidad 1.4g/ml y porcentaje en peso 64%.

M= moles de HNO3 / Litros de disolución

0.1=moles de HNO3 / 0.25 L Peso molecular de HNO3: 62.988g

0.025=moles de HNO3

Gramos de HNO3= 0.025 mol de HNO3* 62.988g de HNO3 / 1mol= 1.575g de HNO3

1.575g de HNO3 * 64% / 100%= 1.008g de HNO3

Densidad de HNO3= 1.4g/ml

1.4g/ml= 1.008g de HNO3 / volumen de HNO3

Volumen de HNO3= 0.72ml de HNO3

PREGUNTAS Y CÁLCULOS

Concentración de soluciones

1. Calcule la fracción molar de NaCl y del agua, de la disolución de NaCl preparada.

Peso molecular de NaCl: 58,44g

Peso molecular del agua: 18,006g

Gramos de NaCl= 1,8050g

Moles de NaCl= 1 mol*1.8050g/ 58,44g= 0.031 mol NaCl

Densidad de NaCl= 2,165 g/cm3

2,165g/cm3= 1,8050g/ volumen de NaCl

0,834cm3= volumen de NaCl

0.834ml= volumen de NaCl 50ml solución – 0.834ml = 49.166ml de agua

Volumen del H2O= 49.166ml

Densidad del H2O= 1g/ml

1g/ml= masa del H2O/ 49.166ml

49.166g= masa del H2O a Kg

Moles del H2O= 49.166g*1mol/ 18.006g= 2.731 mol H2O

Soluto= moles de soluto / moles de soluto + moles de solvente

Soluto=

Soluto= 0.031 mol NaCl / (0.031 mol NaCl + 2.731 mol H2O)

Soluto= 0.031 / 2.762

Soluto= 0.011

Solvente= moles de solvente / moles de soluto + moles de solvente

Solvente= 2.731 mol H2O / (0.031 mol NaCl + 2.731 mol H2O)

Solvente= 2.731 / 2.762

Solvente= 0.989

= soluto + solvente = 1

0.011 + 0.989 =1

1.00 = 1

2. Exprese la concentración de la solución de HNO3 comercial utilizada en molalidad.

Volumen del HNO3= 0,63ml a cm3 0.63ml * 1cm3/ 1ml= 0.63cm3

Densidad del HNO3= 1,5 g/cm3

1,5 g/cm3= masa de HNO3/ 0.63cm3

0.945g = masa de HNO3

Peso molecular de HNO3= 62.988g

0.945g * 1 mol/ 62.988g= 0.015 mol de HNO3

Volumen del H2O= 49.37ml 50ml solución – 0.63ml= 49.37ml de agua

Densidad del H2O= 1g/ml

1g/ml= masa del H2O/ 49.37ml

49.37g= masa del H2O a Kg

49.37g * 1kg/ 1000g= 0.04937Kg de H2O

Volumen1 : 3ml Volumen2 : 4ml0

1020304050

CURVA DE SOLUBILIDAD PARA EL KNO3

Serie 1

Tem

pera

tura

de

solu

bilid

ad

KCl NaCl Na2SO4 NaNO30

100

200

300

400

500

600

700

CURVA DE SOLUBILIDAD PARA EL KNO3

100°C80°C60°C40°C20°C0°C

Tem

pera

tura

de

solu

bilid

ad

BIBLIOGRAFÍA

m= moles de HNO3/ solvente (Kg)

m= 0.015 mol de HNO3/ 0.04937 Kg de H2O

m= 0.304 mol/ Kg

Esta curva de solubilidad es muy diferente a la del libro de Chang ya que a medida que aumenta el volumen de la solución disminuye su temperatura de solubilidad, en la de Chang a medida que aumenta el volumen de la solución aumenta su temperatura de solubilidad.