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Universidad Nacional de Ingeniería
Facultad de Petróleo, Gas natural y Petroquímica
Ingeniería Petroquímica
LABORATORIO 2 DE ANALISIS QUIMICO CUANTITATVO
INFORME
PREPARACION Y VALORACION DE UNA SOLUCION PATRON
SECIMDARIO DE ACIDO FUERTE
Alumnos:
• ALA!"# $%&INGU"# AL"'AN$"!
• &%G!%"(% &"$INA UL!I)* I+AIA+
• APIA *UA&ANI ("NNIF"! +%P*IA
Pro-esor:
• Lic.
Fec/a de reali0ación:
• 12 $" +"PI"&3!" $"L 1456
Fec/a de entrega:
• 7 $" %)U3!" $"L 1456
LABORATORIO 2 DE ANALISIS
QUIMICO CUANTITATVO
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OBJETIVOS
• Aplicar los principios de las reacciones del sistema ácido - base.
• Preparar una solución patrón de H! apro"imadamente #.$% &
• 'alorarla con carbonato sódico an(idro patrón primario para suposterior uso como solución patrón secundario.
ASPETOS TEO)IOS.onceptos importantes*
Solución patrón estándar ,
Es la disolución de una sustancia utili+ada como re,erencia al momento de(acer una 'aloración o estandari+ación
Patrón primario o estándar primario
Se considera a la sustancia tal ue su pure+a no se (a&a determinadopor comparación con nin/0n otro reacti'o patrón.
!a cantidad de sustancia acti'a del patrón primario se determina a partir desu masa*
En estado sólido no para una solución prepara del patrón debe cumplir
$. Tienen composición conocida.
1. Deben tener elevada pureza.
2. Debe ser estable a temperatura ambiente
3. Debe ser posible su secado en estufa.
4. No debe absorber gases.
5. Debe reaccionar rápida y estequiométricamente con el titulante.
6. Debe tener un peso equivalente grande.
E7emplos* Na2CO
3 Bóra" 8eca(idratado. %ombre 9u:mico* Tetraborato de
Sodio 8eca(idratado. ;ormula 9u:mica* Na2B
4O
710 H
2O etc.
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Patrón secundario
<n patrón secundario es usualmente un sólido ue cumplen Su nombre sedebe a ue en la ma&or:a de los casos se necesita del patrón primario para conlas si/uientes caracter:sticas*
$. 8ebe ser estable mientras se e,ect0e el per:odo de análisis.
1. 8ebe reaccionar rápidamente con el analito.
2. !a reacción entre el 'alorante & el patrón primario debe ser completa
3. !a reacción con el analito debe ser selecti'a.
Peso especifico
Es el cociente entre la densidad de un cuerpo & la densidad de a/ua a 3 los'alores para soluciones acidas & básicas se pueden (allar en tablas
Peso formula
El peso ,órmula de una sustancia es la suma de los pesos atómicos de cadaátomo en su ,órmula u:mica para mol=culas o sales se denomina de estamanera
Peso molecular >en el caso de las mol=culas? o peso-,órmula >en el caso delas sales?
Preparación de una solución
Dos métodos:
• Preparación de las soluciones de concentración apro"imada & 'olumendados mediante la pesada directa de soluto >o medición del 'olumen desoluto si es l:uido? & su disolución en el sol'ente ele/ido.
• Preparación de soluciones por dilución de las soluciones concentradas
llamadas soluciones-madre.
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Material (los más comunes)
$. Probetas
1. Pipetas
2. Varilla de 'idrio
3. Vaso de precipitado
4. Vidrio de relo7
5. Pi+eta
6. Espatula
@. Balan+a /ranatari o anal:tica
. A/ua destilada
$#.atra+ a,orado
$$. )eacti'os
Procedimiento (depende de la solución a preparar).
$. Pesen el 'aso de precipitadosC lue/o pesen el sólido ele/ido dentro del'aso de precipitados. Anoten ambos pesos & calculen la cantidad desólido utili+ado.
1. 8isuel'an el sólido en a/ua destilada a/itando cuidadosamente con la'arilla de 'idrio.
2. Trans,ieran la solución al matra+ con la a&uda de un embudo & la 'arillade 'idrio. Para ase/urarse de ue se (a trans,erido toda la solución almatra+ en7ua/uen el 'aso de precipitados el embudo & la 'arilla conporciones peueDas de a/ua destilada & trans,i=ranlas al matra+.
%o lle/uen a la marca del 'olumen total de solución a preparar >o sea ala 0ltima marca del matra+?.
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3. A/re/uen a/ua destilada (asta la marca del 'olumen total lentamentecon un /otero. Tapen el matra+ con un tapón & me+clen el contenidopara ue la solución sea (omo/=nea.
Un caso particular es la preparación de una solución de HCl
Preparación de soluciones de HCl.
El ácido clor(:drico se usa ,recuentemente en los análisis 'olum=tricos deneutrali+ación porue sus soluciones diluidas son estables & porue se puedeutili+ar en presencia de la ma&or:a de los cationes sin ue ocurran reaccionesde precipitación.
!as soluciones patrón de Hl se preparan dilu&endo ácido clor(:dricoconcentrado
aloración de soluciones
olumetr!as de neutrali"ación. En numerosos análisis u:micos es necesariala utili+ación de soluciones ácidos & bases ,uertes de concentracionesconocidas.
!a concentración de dic(as soluciones puede determinarse por medio detitulaciones o 'aloraciones de neutrali+ación.
!a titulación o 'aloración es la operación básica de la 'olumetr:a mediante lacual se a/re/a solución patrón o un peso e"acto de reacti'o puro disuelto a lamuestra ue se anali+a (asta ue se completa la reacción.
Soluciones aloradas!as soluciones empleadas en 'olumetr:a & cu&a concentración debe serconocida con tanto ma&or e"actitud cuanto me7ores resultados anal:ticas sedesee obtener reciben el nombre de Soluciones Valoradas o SolucionesTituladas su concentración está re,erida por re/la /eneral al pesoeui'alente /amo eui'alente o simplemente eui'alente la cantidad en/ramos de la sustancia ue corresponde a un átomo /ramo de (idro/eno. <nasolución ue contiene por litro el peso eui'alente /ramo de cualuiercompuesto o elemento recibe la desi/nación de solución normal.
Se da el nombre de normalidad de una solución a la relación ue e"iste entreel peso de sustancia acti'a contenido en un litro de esa solución & el peso de
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la misma sustancia contenido en un litro de solución e"actamente normal óseaen su peso eui'alente.
Si la cantidad de sustancia contenida en un litro de la solución es ma&or ue lacorrespondiente al eui'alente la solución será medio normal tercio normal
cuarto normal etc.En este sistema la concentración de lassoluciones está dada directamente en /ramospor mililitro de la sustancia ue contiene o decualuiera otra a la ue sea eui'alente de talmanera ue el n0mero de mililitros empleados enuna titilación da directamente la cantidad desustancia ue se cuentanC en otros casos sere/ula el peso de la muestra con relación a laconcentración de la solución de tal manera ue
el 'olumen de =sta indiue sin más calculo. Enlas soluciones antes citadas la cantidad de solutopor mililitro o su eui'alente en otra sustanciarecibe el nombre de tituloC a esta solución se lellama emp:rica
Se considera ue una titulación de neutrali+acióno 'aloración ácido - base termina cuando eln0mero de eui'alentes del ácido es i/ual aln0mero de eui'alentes de la base momento en
el cual se alcan+a el punto de eui'alencia de lareacción.
Para las titulaciones ácido - base los dosm=todos más comunes para la determinación de los puntos ,inales son elempleo de indicadores coloreados o el uso de un peac(:metro para controlar elpH de la solución en ,unción del 'olumen del titulante a/re/ado O !a utili+aciónde un indicador acido base
F9u= son indicadores ácido -baseG
As: podemos de,inir aun indicador ácido#
$ase como una sustancia ue
UN CASO PARTICULAR ES
LA
Valoración de las
soluciones de HCl.
)omo el *)l no es un 8atrón8rimario se /ace necesariovalorarlo 8ara conocer suconcentración e9acta.
"l Na2CO3 an/idro se
em8lea comnmente 8araestandari0ar soluciones de*)l. La reacción deneutrali0ación del *)l con el
Na2CO
3 es:
1*)l ; Na2CO
3 < 1Na)l ;
H 2CO
3
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puede ser de carácter ácido o básico d=bil ue posee la propiedad depresentar coloraciones di,erentes dependiendo del pH de la disolución en laue dic(a sustancia se encuentre diluida.
Preparación de desecadores
Desecador es un /ran recipiente de 'idrio con tapa ue se adapta
a7ustadamente. El borde de 'idrio es esmerilado & su tapa permite ue elrecipiente este (erm=ticamente cerrado. El propósito de un 8esecadores eliminar la (umedad de una sustancia o prote/er la sustancia de la(umedad.
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%ipos de desecador
Ha& muc(os tipos di,erentes de desecador pero todos ellos son mu&similares en su estructura. !a cámara principal de un desecador está'ac:a lo ue permite colocar cualuier sustancia en su interior. En lacamara secundaria se coloca la sustancia desecante la cual se encar/ade absorber la (umedad del recipiente.
!as cámaras principal & secundaria están /eneralmente separadas por
una plata,orma e"tra:ble mientras ue una tapa desmontable en la partesuperior del desecador permite el acceso a los contenidos en proceso dedesecacion.
Ha& una amplia 'ariedad de desecantes ue se pueden utili+ar paraabsorber la (umedad. El /el de s:lice se usa com0nmente &a ue tomala ,orma de un sólido ue no inter,iera con las otras sustancias en elrecipiente. <sted probablemente (a 'isto antes de /el de s:liceCpeueDos pauetes de papel del /el se inclu&en con la ropa & otrosart:culos ue necesitan mantenerse secos.
ATE)IA!ES )EATIVOS E9<IPOS.
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Materiales.
$ bureta de $# m!. $ probeta de $##m!.
$ pipeta /raduada de 4 a $# ml.
atra+ Erlenme&er.
&eacti'os.
arbonato de sodio
cido clor(:drico concentrado apro"imado $#
A/ua destilada
Heliantina >solución al #.4 >pK'??
uipos.
Balan+a anal:tica
Balan+a au"iliar
Procedimiento del e"perimento.
Preparación de HCl apro*imadamente +.-.
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oloue en el matra+ Erlenme&er
Apro"imadamente $4m! de a/ua destiladaC adicione 4m! de Hlconcentrado
A/ite (astaC (omo/eni+ar la solución.
Paso 1:Cálculo de la masa del
HCl
Esto también puede ser
calculado aplicando la siguiente
fórmula:
Conocida la molaridad del compuesto a partir del cual se va a preparar la solución seaplica la siguiente fórmula V1 x C1 = V2 x C2 ue relaciona la concentración de cada
solución con su volumen!
V1: Volumen de la solución más concentrada" necesario para preparar la más diluida!
V2: Volumen a preparar de solución diluida# C1: Concentración de la solución más
concentrada!
C2: Concentración de la solución a preparar!
ejemplo: Cálculo del volumen
a tomar de la solución más
concentrada para preparar la
solución más diluida de HCl
Paso 2: Calculo de la
concentración del ácido para
nuestra solucioon
M 1V
1= M
2V
2
$%1&= M 2 %2&&
M 2 =&!2$ 'e debe verificar con
la titulación
8eterminación de la masa ue se reuiere de Na2CO
3 a partir de titular con
Hl #.14
6ml$" A)I$%
Para 544ml de
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aC/0 C/0# 1 a1
C/0# L H/(l) HC/0 1 /H#
Obser'ación* debido a ue las constantes de disolución son peueDas seconsidera despreciable la masa de carbonado de sodio ue (a reaccionadocon el a/ua oM N %a1O2
N %a1O2Mconcentración en el euilibrio de la solución acuosa
Na2CO3+2 HCl 1%alL CO2 L H 2O
$#5 / 1mol
FG #.14#.##@!
m Na
2CO
3 M#.$#5
aloración de la solución de HCl.
Pese en un 'idrio de relo7 con apro"imación a la d=cima de m/ #.$#5/ de Na
2CO
3 & trasládelos a un Erlenme&erC disuel'a en 1#m! de a/ua destilada
& aDada 2 /otas de metil naran7aC
!a'e una bureta con a/ua destiladaC para el en7ua/ue ,inal utiliceapro"imadamente 4m! de la solución preparada de H!C posteriormente llenela bureta con la solución de Hl & adicione el ácido al Erlenme&er ue contieneel carbonato de sodio (asta ue 'ire el color de la solución de amarillo a ro7o.
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TABA D! DAT"# e$perimentales
2nformación reuerida
nsa3o
4
Peso de Na2CO
3 /r. #.$#4
Volumen de H! consumido >ml? @4m!
Na2CO
3+2 HCl 1%alL CO
2 L H 2O
$#5 1mol#.$#4 / #.##@!
M HCl M#.1365 se obtu'o e"perimentalmente
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•
C/C5US2/S:
-Se puede concluir ue la 'aloración es un m=todo para determinar la cantidadde una sustancia presente en solución.
-Para lle'ar a cabo una 'aloración correcta es necesario se/uir el m=todo parae'itar errores &a ue eso es un ,actor determinante en los resultadosobtenidos.
-Podemos decir ue es una solución de concentración conocida se le llama
solución 'alorada.-Es importante llenar la bureta (asta el a,oro para poder empe+ar a titular.
Punto de "quivalencia :
Punto que re8resenta lasconcentraciones enequili=rio de las sustanciasreaccionantes cuando /areaccionado la cantidadestequiometria de valorante
G!AFI)A+ $" A!IA)I%N $"L P*
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-Es necesario etiuetar todo el material para e'itar con,usión de reacti'os.
-!os indicadores de pH nos ser'irán para obser'ar cómo se lle'a a cabo latitulación.
-!as diluciones ue se lle'aron a cabo en la práctica es lo ue determinara el
/asto de reacti'os con el ue se está titulando &a ue entre más concentradaeste la solución será ma&or el /asto.
-Todas las mediciones son necesarias lle'arlas a cabo con la pipeta &a uecon el uso de las mismas disminuiremos el /rado de error en las medicionesde las soluciones por lo tanto (abrá un /rado de incertidumbre menor.
-Es importante a la (ora de desec(ar los reacti'os estar con la lla'e abiertapara disminuir su concentración & e'itar daDos en las instalaciones.
-Es importante lle'ar acabo todas las diluciones con a/ua destilada.
-!a neutrali+ación se lle'ar acabo cuando (a&a un 'ira7e en la solución.
-Entre más diluciones se lle'en a cabo la concentración de los reacti'os serámenor.
-Se puede concluir ue cada uno de los colorantes utili+ados tiene un 'ira7edi,erente.
-El 'ira7e de los colorantes 'a a depender si uedan como producto solucionesbásicas o acidas.
-!a tabulación & análisis de los datos ser'irá de /u:a para obser'ar si selle'aron a cabo de manera correcta las titulaciones o en ue posiblemente(ubo error.
-!as muestras ue se lle'an en el e"perimento por duplicado sir'en para 'er el/rado de error en la preparación de las muestras.
BIB!IOQ)A;IA
)ISTIA% Q. 9u:mica Anal:tica. 2 Ed. !imusa. ="ico. $@$ pá/. $45-146.
R!THO;; I. . otros. Análisis 9u:mico uantitati'o. 5 Ed. Editorial %i/ar S.). !. Buenos Aires $@4. Pá/ @#4-@$$.
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)AETTE ). Euilibrio & Análisis 9u:mico. ;ondo Educati'o Interamericano.="ico. $@2. Pá/ 245-254.
SROOQ 8 & EST 8 HO!!E) ;. 9u:mica Anal:tica. 3 Ed. c Qra-Hill.="ico. $# Pá/s. 114-12#.
(an/ ). >$? 9u:mica Edición bre'e.Ed.cQra-Hill ="ico.
;. Burriel u:mica anal:tica cualitati'a d=cimo octa'a edicion