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Práctica 2. Determinación de concentraciones y las diversas maneras de expresarlas. Semestre 20 20 - 2
Práctica 2. Determinación de concentraciones y las
diversas maneras de expresarla
PROBLEMA: Determinar la concentración exacta de las disoluciones de los ácidos preparadas en la sesión anterior. INTRODUCCIÓN Concentración de una disolución: Se refiere a la cantidad de soluto presente en una cantidad dad de disolvente. La concentración de cantidad de sustancia o concentración de sustancia sus unidades comunes son mol por decímetro cúbico ( mol dm−^3 ) o mol por litro ( mol L−^1 ), y en literatura más antigua, se refieren a ella como molaridad. Se dice que la concentración de una disolución es 1 mol L−^1 cuando ésta contiene un mol de soluto en un litro de disolución, sin importar la naturaleza del soluto. En cambio, se dice que la concentración de una disolución es 1 eq L−^1 si ésta contiene un equivalente químico de soluto en un litro de disolución. En el caso de los ácidos, un mol de ácido puede tener una o más moles de hidrógenos ácidos que pueden reaccionar. Así, una disolución 1 mol L−^1 de un ácido como el sulfúrico, contiene 1 mol de moléculas de H 2 SO 4 y 2 mol de átomos de hidrógeno, o dos equivalentes de partículas H+^ (dos equivalentes ácidos) que se pueden neutralizar en una reacción ácido-base. Para este ácido, decimos entonces que esa disolución 1 mol L-^1 equivale a una disolución 1 eqÁcidos L−^1 , si neutralizamos sólo 1 equivalente de H+, o 2 eqÁcidos L−^1 , si neutralizamos los 2 equivalentes H+. TAREA PREVIA
- Completar y balancear cada una de las siguientes ecuaciones químicas que corresponden a procesos de neutralización, considerando que reaccionarán todos los hidrógenos ácidos: a. HCl + NaOH → ___________________________________________ b. H 2 SO 4 + NaOH → ___________________________________________ c. H 3 Cit + NaOH → ___________________________________________
- Dibujar las estructuras de Lewis de cada uno de los siguientes ácidos. Ácido clorhídrico (HCl) Ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ) Ácido cítrico (H 3 Cit)
- ¿Qué es la acidez libre y qué es la acidez total? __________________________________________
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- ¿Qué cantidad de sustancia, en moles, de hidrógenos ácidos contiene un mol de cada uno de los siguientes ácidos? Ácido clorhídrico: _____ mol ; Ácido sulfúrico: ______ mol ; Ácido cítrico: ______ mol
- ¿Qué es una alícuota? ______________________________________________________________
- ¿Qué volumen, en mililitros, de NaOH 0.1 mol L−^1 se requiere para neutralizar 10 mL de una disolución de HCl 0.1 mol L−^1? ______ Operaciones:
- ¿Qué volumen, en mililitros, de NaOH 0.1 mol L−^1 se requiere para neutralizar 10 mL de una disolución de H 2 SO 4 0.1 mol L−^1? ______ Operaciones:
- ¿Qué volumen, en mililitros, de NaOH 0.1 mol L−^1 se requiere para neutralizar 10 mL de una disolución de H 3 Cit 0.1 mol L−^1? ______ Operaciones:
- ¿Qué información acerca del soluto y la disolución proporcionan las siguientes expresiones de la concentración? % m/m :
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% V/V :
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% m/V :
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- 50 mL de disolución de H 3 Cit aproximadamente 0.1 mol L−^1 preparada en la Práctica 1.
- Disolución de fenolftaleína (indicador). PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL. Titulación de los ácidos con NaOH ~0.1 mol L−^1
- Titular por separado tres alícuotas de 10.0 mL de la disolución de HCl con la disolución de NaOH valorada previamente. Usar dos gotas de disolución de fenolftaleína como indicador. Registrar los datos en la Tabla 1 (junto con la ecuación química completa y balanceada) y completarla realizando las operaciones necesarias para conocer la concentración exacta de la disolución de HCl en mol L−^1 , eqÁcidos L−^1 y % m/V. Con base en tus tres valores para cada expresión de la concentración y los promedios de estas, determina si tu trabajo es preciso y/o exacto. ( Residuo 1 )
- Titular por separado tres alícuotas de 10 .0 mL de la disolución de H 2 SO 4 con la disolución de NaOH valorada previamente. Usar dos gotas de disolución de fenolftaleína como indicador. Registrar los datos en la Tabla 2 (junto con la ecuación química completa y balanceada) y completarla realizando las operaciones necesarias para conocer la concentración exacta de la disolución de H 2 SO 4 en mol L−^1 , eqÁcidos L−^1 y % m/V. Con base en tus tres valores para cada expresión de la concentración y los promedios de estas, determina si tu trabajo es preciso y/o exacto. ( Residuo 2 )
- Titular por separado tres alícuotas de 10 .0 mL de la disolución de H 3 Cit con la disolución de NaOH valorada previamente. Usar dos gotas de disolución de fenolftaleína como indicador. Registrar los datos en la Tabla 3 (junto con la ecuación química completa y balanceada) y completarla realizando las operaciones necesarias para conocer la concentración exacta de la disolución de H 3 Cit en mol L−^1 , eqÁcidos L−^1 y % m/V. Con base en tus tres valores para cada expresión de la concentración y los promedios de estas, determina si tu trabajo es preciso y/o exacto. ( Residuo 3 ) RESULTADOS Y ANÁLISIS Tabla 1: Normalización de HCl Concentración exacta del NaOH (titulante): __________ Ecuación química: ___ NaOH + ___ HCl → Núm. de alícuota Volumen de NaOH consumido ( mL ) Cantidad de NaOH ( mol ) Volumen de HCl titulado ( mL ) Cantidad de HCl en la alícuota ( mol ) Relación estequiométrica Concentración del HCl mol L−^1 eqÁcidos L−^1 % m/V 1 2 3 Promedio Precisión Exactitud Ejemplo de operación para determinar la concentración del HCl en mol L−^1 , eqÁcidos L−^1 y % m/V (Incluir unidades)
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Tabla 2: Normalización de H 2 SO 4 Concentración exacta del NaOH (titulante): ___________ Ecuación química: ___ NaOH + ___ H 2 SO 4 → Núm. de alícuota Volumen de NaOH consumido ( mL ) Cantidad de NaOH ( mol ) Cantidad de H 2 SO 4 en la alícuota ( mol ) Volumen de H 2 SO 4 titulado ( mL ) Relación estequiométrica Concentración del H 2 SO 4 mol L−^1 eqÁcidos L−^1 % m/V 1 2 3 Promedio Precisión Exactitud Ejemplo de operación para determinar la concentración del H 2 SO 4 en mol L−^1 , eqÁcidos L−^1 y % m/V (Incluir unidades) Tabla 3: Normalización de H 3 Cit Concentración exacta del NaOH (titulante): ___________ Ecuación química: ___NaOH + ___ H 3 Cit → Núm. de alícuota Volumen de NaOH consumido ( mL ) Cantidad de NaOH ( mol ) Cantidad de H 3 Cit en la alícuota ( mol ) Volumen de H 3 Cit titulado ( mL ) Relación estequiométrica Concentración del H 3 Cit mol L−^1 eqÁcidos L−^1 % m/V 1 2 3 Promedio Precisión Exactitud Ejemplo de operación para determinar la concentración del H 3 Cit en mol L−^1 , eq L−^1 y % m/V (Incluir unidades)
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H 3 Cit: ____________________________________________________________________________
- Si repitieras la preparación de la disolución o la determinación de su concentración ¿qué modificaciones harías? ______________________________________________________________
- Las disoluciones que preparaste, ¿están bien preparadas? ¿por qué? _________________________
CUESTIONARIO ADICIONAL
- Si se tiene una disolución 0.1 mol L−^1 de H 3 Cit y una disolución 0.1 mol L−^1 de H 2 SO 4 , ¿cuál tiene mayor acidez total? _________________________________________________________________
- Si se tiene una disolución 0.1 eqÁcidos L−^1 de H 3 Cit y una disolución 0.1 eqÁcidos L−^1 de H 2 SO 4 , ¿cuál tiene mayor acidez total? ________________________________________________________
- ¿Qué volumen, en mililitros, de NaOH 0. 2 mol L−^1 se necesita para neutralizar por completo 50 mL de una disolución de ácido fosfórico (H 3 PO 4 ) 0.2 mol L−^1? ______________________ Operaciones:
- ¿Qué volumen, en mililitros, de NaOH 0. 2 mol L−^1 se necesita para neutralizar por completo 50 mL de una disolución de ácido fosfórico (H 3 PO 4 ) 0.2 eqÁcidos L−^1? _______________________
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Operaciones: PREGUNTAS FINALES ¿Qué procedimiento experimental se realizó para conocer la concentración exacta de una disolución?
¿Cuáles son las expresiones de concentración que se trabajaron en la práctica?
¿Cuál es la concentración exacta de las disoluciones usadas en la práctica?
TRATAMIENTO DE RESIDUOS Residuo 1: Cloruro de sodio y fenolftaleína en agua. Desechar en drenaje. Residuo 2: Sulfato de sodio y fenolftaleína en agua. Desechar en drenaje. Residuo 3: Citrato de sodio y fenolftaleína en agua. Desechar en drenaje.
- Las disoluciones sobrantes de ácido clorhídrico, ácido sulfúrico e hidróxido de sodio se mezclan hasta su neutralización y se vierten al drenaje. Asegúrate que el pH de todas las disoluciones sea neutro antes de verterlas a la drenaje.
- La disolución de ácido cítrico sobrante se vierte directamente al drenaje. ELABORADA POR: Dra. Laura Gasque Silva M. en C. Martha Magdalena Flores Leonar Dr. Víctor Manuel Ugalde Saldívar M. en C. Mario Alfredo García Carrillo Q. Mercedes Llano Lomas M en C. Sarah Carolina González Pillado Dra. Silvia Graciela Dávila Manzanilla Dr. Héctor García Ortega
