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Trabajo Práctico Simulado
QUIMICA ANALITICA E INSTRUMENTAL
Presentado por:
Lida Alexy González.
Código: 1012320926
Angie Viviana Zabala becerra
Código: 1030545002
Katherine Galvis Peña.
Código: 1030559693
Yazmín Díaz Betancourt.
Código: 1024515771
Deivy Faviany Vanegas Vásquez.
Código: 80829122.
Grupo: 301102_3
Presentado a
Lic. Jenny Paola Ortega
Tutora.
Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD
CEAD José Acevedo y Gómez
Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e Ingeniería
30/10/2014
INDICE.
a. Experimento de laboratorio general: Experimentos básicos de laboratorio
general.
b. Ensayos a la llama: Examinación de luces de emisión a altas temperaturas.
c. Laboratorio de cristalización fraccionada: esta práctica examina las
propiedades de solubilidad química en un experimento de cristalización
fraccionada.
d. Titulación de ácido-base: este experimento aborda la titulación de un ácido y
base fuertes.
e. Análisis gravimétrico de cloruros: este experimento plantea el uso del análisis
gravimétrico para la determinación del porcentaje de cloruros de una muestra
problema.
INTRODUCCION.
ChemLab para Windows es una simulación interactiva de un laboratorio de
química. Se trabaja con el equipamiento y procedimientos más utilizados en el
laboratorio, simulando los pasos dados al realizar un experimento en el laboratorio
de química. Cada experiencia viene en un módulo de simulación, de forma que
con el mismo módulo se pueden realizar diferentes ensayos usando un único
interface de usuario.
ChemLab permite al usuario realizar rápidamente los ensayos químicos, en una
fracción de tiempo netamente inferior al de un ensayo real, a la vez que se
enfatiza en los principios y técnicas de la química experimental. Es ideal como
repaso de experiencias, demostraciones, preparatorio antes de pasar al
laboratorio real, ensayos peligrosos y ensayos que no pueden desarrollarse
debido a limitaciones de tiempo.
El módulo genérico proporciona una simulación básica de ChemLab. En este
módulo el usuario es capaz de explorar el equipamiento disponible y examinar
varios procedimientos de ChemLab así como la interface de usuario. Se
observará que el único reactivo disponible es el agua. Diferentes reactivos están
disponibles en otros módulos de simulación de ChemLab.
Cada módulo viene con su propia lista de reactivos e instrucciones.
Adicionalmente el menú de opciones puede cambiar ligeramente en cada módulo.
A la versión existente de ChemLab pueden añadirse nuevos experimentos de
laboratorio copiando nuevos módulos de ChemLab en el programa directorio
ChemLab.
1. Desarrollo de prácticas simuladas.
a. Experimento de laboratorio general: Experimentos básicos de laboratorio
general:
Procedimientos:
ChemLab soporta un número de procedimientos químicos incluyendo:
Decantación / vertido, calentamiento, valoración, adición de reactivos y agua, uso
de indicadores, agitación, pesada y filtración.
Vertido / decantación:
Verter o decantar, implica la selección de un objeto, situar su lado izquierdo o
central (éste en caso de vidrio de reloj y unidad de evaporación) encima del
recipiente colector, y activar la decantación a) pulsando el botón de decantación
de la barra de herramientas, b) seleccionando verter / decantar del menú de
procedimientos, o c) seleccionándolo en el menú de contexto (botón derecho del
ratón). Nota: en esta acción primero se trasvasa el líquido, para permitir la
separación.
Seleccionando verter / decantar del menú de procedimientos
Calentar:
Similar a calentar un objeto con el mechero Bunsen. Colocar el objeto encima del
mechero.
Valoración:
El cuadro de diálogo de la valoración se abre cuando se añade una nueva bureta.
Este cuadro se usa para controlar el flujo que sale de la bureta. Para ello se usa
un botón de control deslizante denominado Grifo de Cierre. Cuando haya una
bureta seleccionada, si pulsamos el botón de obtener otra bureta, no se añadirá
ninguna salvo que no haya bureta seleccionada. Solamente aparece una única
ventana de diálogo de valoración; para identificar a qué bureta se refiere el cuadro
de diálogo, éste incluye en su título la etiqueta de la bureta. El cuadro de diálogo
muestra el volumen de la bureta con aproximación a la décima de ml, y puede ser
usada para anotar el volumen inicial y el final de una valoración.
Adición de Reactivos:
Para añadir reactivos a un recipiente primero se selecciona el recipiente y después
se pulsa sobre el botón de reactivos de la barra de herramientas o el menú
reactivos del menú principal, o en el menú de contexto activado con el botón
derecho del ratón. Esta operación abre un cuadro de diálogo para los reactivos, el
cual permite añadir reactivos al recipiente ya seleccionado o a uno nuevo.
También posibilita cambiar el tipo y el tamaño del recipiente. Seleccionando el
reactivo deseado en el menú desplegable. Introduciendo el volumen o la masa del
reactivo, presionando sobre ACEPTAR habremos añadido el reactivo en el
recipiente.
Adición de agua:
Añadimos agua a un elemento mediante el botón de agua de la barra de
herramientas o el cuadro de diálogo de agua. Para abrir el cuadro de diálogo del
agua, seleccionaremos agua en el menú de reactivos o en el menú de contexto
activado con en el botón derecho del ratón. También puede añadirse agua a partir
del cuadro de diálogo de reactivos. El botón de la barra de herramientas sólo
añade agua a temperatura ambiente al objeto seleccionado. Sin embargo, el
cuadro de diálogo del agua también permite añadir agua helada, que se usa para
crear baños helados. El cuadro de diálogo del agua añade el agua sólo por
incrementos, seleccionados con el menú desplegable.
Agitación con varilla:
ChemLab presenta una varilla de agitación para mezclar el contenido de un
recipiente. Esta se añade al recipiente seleccionado, bien sea presionando el
botón de varilla de agitación en la barra de herramientas, seleccionando la varilla
de agitación en el menú de equipos, o en el menú de contexto. Para quitar la
varilla de agitación de un recipiente, lo puede hacer a través de los tres métodos
anteriormente descritos. La varilla de agitación sólo permanece en el recipiente
unos pocos segundos; para seguir agitando el usuario debe volver a seleccionar la
varilla de agitación.
Pesada:
Se puede visualizar el peso de la muestra de un recipiente, a) presionando el
botón balanza en la barra de herramientas, b) seleccionando mostrar peso del
menú equipos, o c) activándolo en el menú de contexto. Para desactivar la función
Pesada, el proceso es idéntico.
Filtración:
En ChemLab se puede añadir un embudo Buchner a un matraz erlenmeyer. El
proceso comienza con la selección del matraz; después activamos el embudo
Buchner pulsando el botón de la barra de herramientas, o seleccionándolo en el
menú equipos o en el menú de contexto. Para retirar el embudo, hacer lo mismo
que para activarlo. Si el embudo ha recogido algún sólido en el filtro, aparecerá un
cuadro de diálogo preguntando si queremos deshacernos de ello o trasvasarlo a
otro recipiente.
Observaciones:
Apunta tus observaciones en este formulario. Estas observaciones se guardarán
junto con el archivo ChemLab y se imprimirán seleccionando la función de
impresión correspondiente.
b. Ensayos a la llama: Examinación de luces de emisión a altas
temperaturas.
Calor específico.
Introducción:
El calor específico es la cantidad de calor requerida para elevar la temperatura de
la unidad de masa en un grado. Se puede expresar en calorías / g ºC o en Julios /
Kg K. El calor específico del agua es relativamente alto y su valor es de 1 cal / g
ºC. Los metales suelen tener calor específico bajo; por ejemplo el plomo tiene un
calor específico de 0,03 cal / g ºC.
El calorímetro es un aparato destinado a medir la cantidad de calor producido,
transferido o absorbido. En nuestro caso, consistirá en una vasija cerrada y
aislada provista de un termómetro.
La cantidad de calor "Q" transferida a ó desde una masa de valor "m" con un calor
: Q =
x (cambio de temperatura)
En este experimento mediremos el calor específico de varios metales
calentándolos a una temperatura conocida y añadiéndolos a una cantidad
conocida de agua en un calorímetro para medir el aumento de temperatura que
sufre.
El calor es transferido entre el metal calentado y el agua, de forma que el calor
emitido por el metal es de igual valor al absorbido por el agua. Esto se puede
expresar así:
(masa del metal) x (calor específico del metal) x (temperatura inicial del metal -
temperatura final del metal) = (masa del agua) x (calor específico del agua) x
(temperatura final del agua - temperatura inicial del agua)
Nota: temperatura final del metal = temperatura final del agua
Nota: Al ser el cambio de temperatura (final - inicial) positivo para el agua y
negativo para el metal, éstos se encuentran en orden distinto en la ecuación para
resolver los problemas de signo (positivo / negativo)
Usando esta relación, podemos determinar el calor específico desconocido de un
metal. Este dato puede ser utilizado para determinar la masa atómica de un metal
puro, usando la ley de Dulong y Petit, según la cual:
(Calor específico del metal) x (masa atómica) = 6 cal / mol ºC
Procedimiento:
Paso 1. Obtener la muestra de metal en un tubo de ensayo. Obtener
primeramente el tubo de ensayo. Seleccionar el tubo de ensayo y añadir 100 g de
hierro (Fe). Añadir un termómetro al tubo de ensayo para poder saber la
temperatura inicial del hierro.
Paso 2. Preparar agua caliente y añadir el tubo de ensayo con el metal. Obtener
un vaso de precipitados de 250 mL. Añadir 150 mL de agua a temperatura
ambiente al vaso de precipitados. Colocar el tubo de ensayo dentro del vaso
(seleccionar conjuntamente el vaso y el tubo de ensayo y combinarlos mediante la
conjunto de vaso y
tubo de ensayo con un mechero Bunsen hasta que el metal alcance la
temperatura de ebullición del agua, 100ºC.
Paso 3. Colocar el metal calentado en el calorímetro con agua a temperatura
ambiente. Añadir un calorímetro a la mesa del laboratorio (seleccionar la opción de
ambiente de 20ºC al calorímetro (seleccionar el calorímetro y hacer doble clic en el
botón del agua o usar el cuadro de diálogo del agua). Retirar el tubo de ensayo del
vaso de precipitados (seleccionando el vaso y usando la opción de menú
calorímetro (para cerrar el calorímetro, seleccionar el calorímetro y presionando el
botón del termómetro; esto hará que se añada un termómetro y una tapa al
calorímetro). Anotar la temperatura final del agua.
Paso 4. Repetir los pasos 1-3 con otros metales, anotando las temperaturas
finales y comparándolas
Observaciones:
Temperatura inicial del metal: 20 °C
Temperatura final del metal: 20 °C
Temperatura inicial del agua del calorímetro: 20 °C
Temperatura final del agua del calorímetro: 28 °C
Estimación del calor específico del metal:
(Para el agua usar el valor de 1 cal / g ºC)
Estimación de la masa atómica del metal: 55,847 gr / mol
c. Laboratorio de cristalización fraccionada: esta práctica examina las
propiedades de solubilidad química en un experimento de
cristalización fraccionada.
Cristalización fraccionada.
Introducción:
La técnica de la cristalización fraccionada es usada por los químicos para separar
mezclas de sustancias disueltas (sales) en un disolvente en sus componentes
puros (sales). Esto se consigue debido a la diferencia de solubilidad de las
distintas sales en un disolvente dado en función de la temperatura. La disolución
conteniendo la mezcla es evaporada hasta que la sustancia menos soluble (sal)
cristaliza.
En este experimento tendrás una muestra conteniendo dicromato de potasio
K2Cr2O7 y cloruro de sodio NaCl, que son sustancias iónicas solubles en agua, con
diferentes solubilidades en función de la temperatura. El cloruro de sodio es una
sustancia que no cambia su solubilidad apreciablemente con la temperatura entre
los rangos de 0ºC a 100ºC, mientras que la solubilidad del dicromato de potasio
aumenta 16 veces en el mismo rango de temperaturas. Esta propiedad será
utilizada para separar la mezcla de las dos sales de una disolución.
Procedimiento:
Paso 1. Preparación de la disolución de las dos sales. Obtener un vaso de
precipitados de 100 mL y añadir 60 mL de agua destilada a temperatura ambiente.
Posteriormente añadir una muestra de 12 gramos de cloruro de sodio (NaCl) y una
muestra de 15 gramos de dicromato de potasio (K2Cr2O7); mezclarlas y si es
necesario calentar la disolución con un mechero Bunsen hasta que todo el sólido
se haya disuelto.
Paso 2. Enfriamiento de la disolución. Obtener un vaso de precipitados de 600 mL
desde la opción de menú Equipamiento y llenarlo con 300 mL de agua helada. El
agua helada se puede obtener mediante el cuadro de diálogo del agua destilada,
dentro de la opción de menú Reactivos. Colocar el vaso de 100 mL dentro del
vaso de 600 mL seleccionándolos y con la opción de combinar dentro de la opción
de menú Organizar. Enfriar la disolución hasta que todo el dicromato de potasio
haya precipitado (0ºC)
Paso 3. Separar el dicromato de potasio sólido de la disolución. Obtener un matraz
para filtrado y añadir un embudo Buchner, seleccionando primero el matraz y
eligiendo el embudo Buchner desde la opción de menú de Equipamiento.
Posteriormente, verter la disolución desde el vaso hasta el matraz del filtrado,
hasta que el vaso quede vacío.
Paso 4. Extraer el sólido del filtro. Para extraer la muestra del filtro, seleccionar el
matraz y posteriormente seleccionar el embudo Buchner desde la opción de menú
Equipamiento. Aparecerá un cuadro de diálogo indicando la presencia del sólido
en el filtro. Seleccionar la pieza a la que queramos que se trasvase el sólido y
pulsar OK.
Paso 5. Extraer el cloruro de sodio de la disolución. Para extraer finalmente el
cloruro de sodio de la disolución calentar la disolución hasta que se evapore el
agua restante. Asegurarse mediante el cuadro de diálogo de propiedades de que
las sales y cantidades obtenidas son correctas.
Observaciones:
Durante la práctica se hizo el procedimiento anteriormente dicho obteniendo como
resultado la separación del cloruro de sodio y el dicromato de potasio en las
siguientes cantidades:
Peso de K2Cr2O7 recuperado: 15 gramos. (0.050987 moles).
Peso de NaCl recuperado: 12 gramos. (0.205339 moles)
La cristalización fraccionada es la técnica de separación de disoluciones en la que
las condiciones se ajustan de tal forma que sólo puede cristalizar alguno de los
solutos permaneciendo los otros en la disolución.
Esta operación se utiliza con frecuencia en la industria para la purificación de las
sustancias que, generalmente, se obtienen acompañadas de impurezas.
En este proceso, una sustancia sólida con una cantidad muy pequeña de
impurezas se disuelve en un volumen mínimo de disolvente (caliente si la
solubilidad de la sustancia que se pretende purificar aumenta con la temperatura).
A continuación la disolución se deja enfriar muy lentamente, de manera que los
cristales que se separen sean de la sustancia pura, y se procede a su filtración.
El filtrado, que contiene todas las impurezas, se suele desechar.
Para que la cristalización fraccionada sea un método de separación apropiado, la
sustancia que se va a purificar debe ser mucho más soluble que las impurezas en
las condiciones de cristalización, y la cantidad de impurezas debe ser
relativamente pequeña.
En este experimento se puede verificar que algunas mezclas se pueden separar
por la técnica de cristalización.
En el caso del dicromato al enfriarse completamente el agua este se separa del
resto de la mezcla.
Y en el caso del cloruro, al evaporarse el agua queda el cloruro de sodio
En ambos casos las sales quedan completas.
d. Titulación de ácido-base: este experimento aborda la titulación de un
ácido y base fuertes.
d. Valoración Ácido-Base.
Introducción:
El agua se disocia (se autoioniza) en los iones H+ (protón, ión hidrógeno) y OH-
(ión hidróxido ó hidroxilo) en muy baja proporción:
H2O -> H+ + OH-
En una disolución acuosa neutra, las concentraciones de [ H+ ] y [ OH- ] son
iguales a 1.0 x 10-7 M. Una disolución ácida es aquella en la que las
concentraciones son [ H+ ] > [ OH- ] , y en una disolución básica se cumple que [
H+ ] < [ OH- ]. El pH es una forma de medir la concentración de [ H+ ] y se define
como :
pH = -log[ H+ ]
En una disolución acuosa neutra, pH = 7. Un valor de pH < 7 nos indica que la
disolución es ácida mientras que un valor de pH > 7 significa que la disolución es
básica.
Una reacción ácido-base es aquella en la que los iones H+ se transfieren de un
ácido a una base:
HA + B -> A- + BH+, donde HA es un ácido y B es una base
En este experimento estudiaremos el uso de la valoración, añadiendo pequeñas
cantidades de base a un ácido y recogiendo los datos de aumento de pH.
Podemos realizar una gráfica de los valores de pH en función de la cantidad de
base añadida, resultando una curva de valoración. El punto de máxima pendiente
de la curva se da en la situación del punto de equivalencia, cuando el ácido ha
quedado exactamente neutralizado (sin exceso de base). Debido a la gran
pendiente de la curva en el punto de equivalencia, cuando estamos en las
proximidades de dicho punto, añadir una pequeña cantidad de base puede resultar
en un gran cambio de pH.
Este punto es el punto final de nuestra reacción y puede ser visualizado mediante
el cambio de color de un indicador. Un indicador de una reacción ácido-base, es
una sustancia cuyo color cambia en un cierto rango de pH. La fenolftaleína es un
ejemplo de indicador y cambia de incoloro a rosa cuando el pH de la disolución
varía de 8 a 10.
En esta simulación usaremos un ácido fuerte y una base fuerte para llevar a cabo
la valoración. Ácido y base fuertes son aquellas substancias que se disocian en
agua completamente. Añadiremos NaOH (base fuerte) a una disolución de HCl
(ácido fuerte). El NaOH neutralizará el HCl, apareciendo como producto de la
reacción cloruro de sodio (sal común) y agua:
HCl + NaOH -> NaCl + H2O
Debido a que la proporción estequiométrica de los iones protón e hidróxido es de
1:1, el número de moles de NaOH añadidos desde el inicio hasta el punto de
equivalencia es igual al número de moles de HCl:
(Molaridad ácido)x(Volumen ácido) = (Molaridad base)x(Volumen base añadida)
Procedimiento:
1. Paso: Obtención de ácido; añadir 35 mL de disolución HCl 0,2M a un
matraz Erlenmeyer de 100 mL.
2. Paso: Añadir un indicador al ácido; seleccionar el matraz y añadir 2 gotas
del indicador fenolftaleína. La opción se encuentra dentro del elemento
Reactivos en el menú principal (Reactivos Indicadores) o en el menú
contextual.
3. Paso: Llenar la bureta con NaOH; obtener una bureta de 50 mL y llenarla con
una disolución de NaOH 0,2 M
4. Paso: Valorar HCl con NaOH hasta el punto de equivalencia; anotar el volumen
inicial de la bureta y añadir NaOH (más rápidamente al comienzo, lentamente al
acercarse al punto de equivalencia) hasta que el color de la disolución se vuelva
rosada y anotar el volumen final de NaOH en la bureta.
5. Paso: Repetir los pasos 1-4, usando el pH-metro; añadir un pH-metro a la
disolución ácida. Anotar los valores de pH y volumen de NaOH añadidos en varios
puntos (especialmente cerca del punto de equivalencia) con el fin de utilizarlos
para construir la curva de la valoración.
Volumen(ml) pH
0,3000 0,7064
0,6000 0,7139
0,9000 0,7213
1,2000 0,7288
1,5000 0,7362
1,8000 0,7437
2,1000 0,7511
2,5000 0,7611
2,9000 0,7711
3,3000 0,7811
3,7000 0,7911
4,1000 0,8012
4,5000 0,8113
4,9000 0,8214
5,3000 0,8315
5,7000 0,8417
6,1000 0,8519
6,5000 0,8622
6,9000 0,8725
7,3000 0,8828
7,7000 0,8932
8,1000 0,9037
8,5000 0,9142
8,9000 0,9248
9,3000 0,9354
9,7000 0,9462
10,1000 0,9569
10,5000 0,9678
10,9000 0,9788
11,3000 0,9898
11,7000 1,0009
12,1000 1,0122
12,5000 1,0235
12,9000 1,0349
13,3000 1,0465
13,7000 1,0581
14,1000 1,0699
14,5000 1,0818
14,9000 1,0939
15,3000 1,1061
15,7000 1,1184
16,1000 1,1309
16,5000 1,1436
16,9000 1,1565
17,3000 1,1695
17,7000 1,1827
18,1000 1,1962
18,5000 1,2098
18,9000 1,2237
19,3000 1,2379
19,7000 1,2523
20,1000 1,2669
20,5000 1,2819
20,9000 1,2972
21,3000 1,3128
21,7000 1,3287
22,1000 1,3450
22,5000 1,3617
22,9000 1,3789
23,0000 1,3832
23,1000 1,3876
23,2000 1,3920
23,3000 1,3965
23,4000 1,4009
23,5000 1,4054
23,6000 1,4100
23,7000 1,4145
23,8000 1,4191
23,9000 1,4238
24,0000 1,4284
24,1000 1,4331
24,2000 1,4379
24,3000 1,4426
24,4000 1,4475
24,5000 1,4523
24,6000 1,4572
24,7000 1,4621
24,8000 1,4671
24,9000 1,4721
25,0000 1,4771
25,1000 1,4822
25,2000 1,4873
25,3000 1,4925
25,4000 1,4977
25,5000 1,5030
25,6000 1,5083
25,7000 1,5137
25,8000 1,5191
25,9000 1,5245
26,0000 1,5301
26,1000 1,5356
26,2000 1,5412
26,3000 1,5469
26,4000 1,5526
26,5000 1,5584
26,6000 1,5643
26,7000 1,5702
26,8000 1,5761
26,9000 1,5822
27,0000 1,5883
27,1000 1,5944
27,2000 1,6007
27,3000 1,6070
27,4000 1,6133
27,5000 1,6198
27,6000 1,6263
27,7000 1,6329
27,8000 1,6396
27,9000 1,6464
28,0000 1,6532
28,1000 1,6602
28,2000 1,6672
28,3000 1,6743
28,4000 1,6815
28,5000 1,6888
28,6000 1,6962
28,7000 1,7038
28,8000 1,7114
28,9000 1,7191
29,0000 1,7270
29,1000 1,7350
29,2000 1,7431
29,3000 1,7513
29,4000 1,7597
29,5000 1,7682
29,6000 1,7768
29,7000 1,7856
29,8000 1,7945
29,9000 1,8036
30,0000 1,8129
30,1000 1,8224
30,2000 1,8320
30,3000 1,8418
30,4000 1,8518
30,5000 1,8620
30,6000 1,8724
30,7000 1,8831
30,8000 1,8939
30,9000 1,9051
31,0000 1,9165
31,1000 1,9281
31,2000 1,9400
31,3000 1,9523
31,4000 1,9648
31,5000 1,9777
31,6000 1,9910
31,7000 2,0046
31,8000 2,0186
31,9000 2,0330
32,0000 2,0479
32,1000 2,0633
32,2000 2,0792
32,3000 2,0956
32,4000 2,1127
32,5000 2,1303
32,6000 2,1487
32,7000 2,1678
32,8000 2,1878
32,9000 2,2086
33,0000 2,2304
33,1000 2,2534
33,2000 2,2775
33,3000 2,3029
33,4000 2,3299
33,5000 2,3586
33,6000 2,3892
33,7000 2,4220
33,8000 2,4574
33,9000 2,4958
34,0000 2,5378
34,1000 2,5842
34,2000 2,6360
34,3000 2,6946
34,4000 2,7622
34,5000 2,8420
34,6000 2,9395
34,7000 3,0651
34,8000 3,2418
34,9000 3,5434
35,0000 7,0000
35,1000 10,4553
35,2000 10,7557
6. Paso: Opcionalmente, usar ChemLab para la recogida de datos y construcción
de la curva de valoración
Efectuar los pasos 1-2
Añadir un pH-metro a la disolución ácida
Activar la recolección de datos del matraz Erlenmeyer seleccionando la opción
de menú Registrar Datos de la Valoración del elemento de menú
Procedimientos (o desde el menú contextual con el botón derecho del ratón)
Abrir la ventana de datos de la valoración, seleccionando Mostrar Datos
Valoración desde el elemento de menú Procedimientos
Efectuar los pasos 3-4
Copiar la curva de valoración desde la ventana de datos a la ventana de
observación (utilizar la opción de copiar desde la ventana de datos de la
valoración, en la opción de menú de Edición)
Observaciones:
En esta simulación usaremos un ácido fuerte y una base fuerte para llevar a cabo
la valoración. Ácido y base fuertes son aquellas substancias que se disocian en
agua completamente. Añadiremos NaOH (base fuerte) a una disolución de HCl
(ácido fuerte). El NaOH neutralizará el HCl, apareciendo como producto de la
reacción cloruro de sodio (sal común) y agua:
HCl + NaOH -> NaCl + H2O
A medida que se le adiciona hidróxido de sodio al ácido clorhídrico el pH tiene un
incremento hasta llegar a un pH de 7 al colocarse la solución color rosa debido a
la fenolftaleína que se le adiciona al acido que es donde alcanza su punto de
equivalencia.
El punto de equivalencia se obtiene cuando el ácido queda exactamente
neutralizado y cuando estamos en las proximidades de dicho punto al añadir una
pequeña cantidad de NaOH obtenemos un significante cambio en el pH.
Esta reacción se puede visualizar cuando hay cambio de color, propiedad que da
el indicador que se añadió (fenolftaleína), el cual modifica su tonalidad cuando se
encuentra en rangos de pH entre 8 y 10.
Volumen inicial de la bureta: 50 ml
Volumen final de la bureta: 14,8 ml
Volumen total añadido hasta el punto de equivalencia: 35,2 ml
¿Qué ha sucedido con la variación de pH cerca del punto de equivalencia?
Cerca al punto de equivalencia se observa que el valor del pH se incrementa
considerablemente.
Efectúa la curva de valoración situando los valores de pH en el eje Y y el volumen
de base en el eje X.
Determina el punto de equivalencia en la curva (punto de máxima pendiente).
e. Análisis gravimétrico de cloruros: este experimento plantea el uso del
análisis gravimétrico para la determinación del porcentaje de cloruros
de una muestra problema.
Análisis gravimétrico de cloruros.
Introducción:
El análisis gravimétrico es un método para determinar la cantidad de un reactivo
que se encuentra en una muestra, convirtiéndolo mediante una reacción química
en otro conocido compuesto que puede ser aislado y pesado.
En este experimento conoceremos la composición de un cloruro desconocido
(XCl), haciendo reaccionar los iones cloruro con iones plata, produciendo un
precipitado de cloruro de plata. El cloruro de plata posteriormente se separa por
filtrado y se pesa. Basándonos en proporciones estequiométricas de los iones
cloruro y plata (1:1) podemos determinar la cantidad de cloro que tenía el cloruro
desconocido.
Ag+ (aq) + Cl- (aq) -> AgCl (s)
Comenzaremos el experimento añadiendo al agua una muestra XCl desconocida
pesada; el compuesto XCl se disociará en el agua formando los iones Cl- y X+ :
XCl (s) + H2O -> X+ (aq) + Cl- (aq)
Se añade luego una disolución 1M de AgNO3, que servirá de fuente de iones Ag+;
mientras se está añadiendo, aparecerá un precipitado de AgCl. Se añadirá AgNO3
hasta que no se forme más precipitado ya que el cloruro de la muestra actúa de
reactivo limitante. El exceso de AgNO3 que se haya vertido, por tanto, no es
importante. Posteriormente se filtra el precipitado de AgCl y se pesa.
Conocida la masa del precipitado de AgCl, podemos determinar cuántos moles de
AgCl hay en el precipitado:
Moles de AgCl = masa de AgCl / Masa molar de AgCl = masa de AgCl / 143,32
Podemos determinar el % de cloruro presente en la muestra desconocida:
Moles de Cl- = moles de AgCl
Masa de Cl- en la muestra de XCl = (moles de Cl-)x(masa atómica del Cl- =
35,4527)
% de Cl- en la muestra = (masa de Cl- en la muestra de XCl / masa de la muestra
de XCl)x100%
Procedimiento:
Paso 1. Obtención de la muestra desconocida. En un vaso de precipitados de 250
mL, añadir 5g de un cloruro XCl desconocido.
Paso 2. Añadir agua a la muestra de XCl. Llenar el vaso con 100 mL de agua,
agitar la disolución hasta que la muestra quede totalmente disuelta.
Paso 3. Añadir ácido nítrico concentrado. Añadir 1 mL de ácido concentrado a la
disolución de XCl
Paso 4. Añadir AgNO3 1M. Obtener una probeta de 100 mL y llenarla con la
disolución de AgNO3 1M, añadir AgNO3 a la disolución de XCl, en incrementos de
5 a 25 mL. Aparecerá un precipitado de AgCl que se irá depositando gradualmente
en el fondo. Continuar añadiendo AgNO3 hasta que no se forme más precipitado.
Para verificar que la reacción es completa, comprobar las propiedades del vaso de
precipitados (haciendo doble clic en él) y confirmar que toda la muestra de XCl (en
disolución) se ha consumido.
Paso 5. Filtrar y pesar el AgCl. Obtener un matraz Erlenmeyer de 250 mL y añadir
un filtro; verter el contenido del vaso de precipitados al matraz. Retirar el filtro del
matraz (seleccionando el filtro desde el menú o con el botón) y guardar el
contenido sólido en un reloj de vidrio. Pesar el precipitado y anotar el valor.
NOTA: En un laboratorio real, el precipitado de AgCl necesita ser secado para
eliminar el exceso de agua; en esta simulación, sin embargo, el precipitado no
tiene contenido en agua.
Observaciones:
Masa de la muestra desconocida (g):5gr.
Masa del precipitado de AgCl: 12.262235g (0,085558 moles)
Volumen aproximado de disolución de AgNO3 añadido (mL): 100 ml
Moles de AgCl = (12.262235g de AgCl / 143,32): 0,085558 moles de AgCl.
Masa de Cl- en la muestra de XCl = (0,085558 moles de
AgCl.)x(35,4527):3.033645gr
% de Cl- en la muestra desconocida = (3.033645gr / 5gr) x 100%:60%
¿Qué sucede con el exceso de AgNO3 añadido a la disolución?
El exceso de AgNO3 que se haya vertido, por tanto, no es importante.
Posteriormente se filtra el precipitado de AgCl y se pesa.
CONCLUSIONES.
Se establecieron los fundamentos químicos y físicos de los métodos clásicos de
análisis cuantitativo en productos alimenticios, la realización tradicional de los
mismos y su aplicación en muestras específicas de interés.
Se Adquirió los fundamentos conceptuales y metodológicos para seleccionar y
ordenar los métodos de análisis requeridos para un análisis químico y realizar el
tratamiento y análisis de los datos necesario para el mejoramiento o rechazo del
producto analizado.
Se Adquirió las habilidades necesarias para elaborar informes escritos siguiendo
el método científico en que se expliciten los resultados encontrados, los criterios
para el análisis realizado y las recomendaciones en beneficio de la calidad de los
productos analizados
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