Universidad Santa María
Núcleo Oriente
Facultad de Ingeniería
Laboratorio de Química I

PREPARACIÓN DE SOLUCIONES
VALORACION DE ACIDO - BASE

Profesora: Integrantes:
Carmen Suarez. Espinoza, Romina. C.I.: 25.994.824.
Seccion: D Guevara, Carynlu. C.I.: Gomez, Daniela. C.I.:

Puerto la Cruz, 2 de marzo de 2015.
INTRODUCCIÓN
La composición de una solución se debe medir en términos de volumen y masa, por lo tanto es indispensable conocer la cantidad de soluto disuelto por unidad de volumen o masa de disolvente, es decir su concentración. Durante cualquier trabajo experimental, el uso de soluciones se hace indispensable, por lo que es necesario conocer los procedimientos para su elaboración.
A continuación, a partir de la preparación de soluciones como el hidróxido de sodio y el ácido clorhídrico aplicaremos en los mismos la titulación de cada uno.

OBJETIVOS
1. Preparar a partir de sustancias sólidas soluciones diluidas.
2. Obtener sustancias diluidas a partir de soluciones concentradas.
3. Determinar la concentración de una solución tipo acido con una concentración ya conocida previamente.
4. Señalar la concentración de una solución acida problema mediante una solución básica de concentración conocida.

MARCO TEÓRICO * Ácidos: Son compuestos que tienen un sabor agrio típico, llamado sabor ácido. Producen una sensación punzante en contacto con la piel. Sus disoluciones acuosas cambian el color de muchos colorantes vegetales; por ejemplo, producen un color rojo con el tornasol (azul). Contiene hidrógeno que puede liberarse, en forma gaseosa, cuando a sus disoluciones acuosas se añade un metal activo, como, por ejemplo, cinc. Los ácidos pueden disolver muchas sustancias. Cuando estos reaccionan con hidróxidos metálicos, pierden todas sus propiedades características.

* Bases: Las bases Tienen sabor amargo característicos. Sus disoluciones acuosas producen una sensación suave (jabonosa) al tacto y cambian el color de muchos colorantes vegetales; por ejemplo, devuelven el color azul al tornasol enrojecido por los ácidos. Las bases Precipitan muchas sustancias, que son solubles en los ácidos y pierden todas sus propiedades características cuando reaccionan con un ácido.

* Dilución: Significa disminuir la concentración de una solución normalmente añadiendo más solvente. En una dilución la cantidad de soluto no varía, varia la cantidad de solvente.

* Concentración: Concentración se refiere a la composición de una solución o, secundariamente, de una mezcla homogénea (por ejemplo, una aleación de metales). Una solución (o disolución) es una mezcla cuyos componentes forman una sola fase.

* Indicador: Un indicador de pH es una sustancia que permite medir el pH de un medio. Habitualmente, se utilizan como indicador sustancias químicas que cambian su color al cambiar el pH de la disolución. El cambio de color se debe a un cambio estructural inducido por la prolongación o desprotonación de la especie.

* Punto de Equivalencia: Punto de una valoración en el que se ha alcanzado la igualdad en el número de equivalentes químicos entre las dos sustancias que reaccionan.
Materiales y Equipos: * Matraces aforados de 100 y 250 Ml. * Pipeta graduada de 10 mL * Balanza con apreciación 0,01 g * Piseta * Vasos de precipitados * Agitador de vidrio * Embudo * Frascos de vidrio * Etiquetas * Bureta graduada de 50 Ml * Matraces Erlenmeyer de 125 Ml
Sustancias:
* Acido oxálico ( H₂C₂O₄2H₂O ) * Solución concentrada de HCL (Ácido clorhídrico) * Hidróxido de sodio (NaOH) * Agua destilada * Azul de bromotinol (Indicador) * Anaranjado de metilo (Indicador)

PRE-LABORATORIO
1) Defina que es dilución * La dilución es la reducción de la concentración de una sustancia química en una disolución.
2) Realice los siguientes cálculos que son de utilidad para agilizar el trabajo práctico:
a) Cuántos gramos de ácido oxálico (H₂C₂O₄2H₂O) se requiere para preparar 100mL de solución 0,1N
Datos:
Gr (H₂C₂O₄2H₂O) =? Solución = 100 mL L 0,1L, 0,1N
N= Eq-grs Soluto/V (Lt. Solución)
Eq-grs = 0,1N x 0,1L = 0,01Eq-grs
Eq-gr = m (grs)/Pe
Pe = PM/NH+ = 90gr H₂C₂O₄2H₂O/2
Pe= 45gr/Eq-gr
M(grs) = 45gr/Eq-gr x 0,01Eq-grs m(grs) = 0,45grs Ácido Oxálico

b) Qué volumen de HCl de densidad 1,19g cc y 37% en masa se requieren para preparar 100mL de solución 0,1N
Datos:
Vc HCl = ?, d = 1,19g/cc 1,19g/mL, 37%p/p, Vd = 100mL, Nd = 0,1N
NcVc = NdVd
Nc= Eq-grs Sto/V(Lt solución)
Eq-grs Sto = m(grs)/Pe
Pe= Pm/NH+ = 36gr/Eq-gr/1 = Pe = 36gr/Eq-gr d = gr Sol/ ml Sol (Se asume 1Lt) = 1,19gr/ml x 1000ml sol = 1190gr Sol
%p/p = gr Soluto/gr Solución x100 gr Soluto = %p/p x grs Solución/100 = 37x1190grSol/100 = 440,3gSoluto
Eq-grs Sto = 440,3g/36gr/Eq-gr = 12,23 Eq-gr
Nc = 12,23Eq-gr/1Lt = 12,23Nc
Vc = NdxVd/Nc = 0,1Nx100ml/11,23Nc
Vc = 0,81N

c) Cuántos gramos de NaOH se deben pesar para preparar 100 mL de solución 0,1N
Datos: mNaOH = ?, V = 100ml 0,1Lt Sol, N = 0,1
N = Eq-gr Sto/V(Lt Sol)
Eq-gr Sto = NxV(Lt sol) = 0,1Nx0,1Lt = Eq-gr Sto = 0,01Eq-gr
Eq-gr Sto = m(grs)/Pe
Pe= Pm/NoH- = Pe = 40gr/Eq-gr/1 = 40gr/Eq-gr m(grs) = Eq-gr Sto x Pe = 0,01Eq-gr Sto x 40gr/Eq-gr m(grs) = 0,4gr NaOH

d) Qué volumen de NaOH 12N se debe medir para preparar 100 mL de solución 0,1N
Datos: Nc = 12N, Vd = 100 mL, Nd = 0,1N
NcVc = NdVd
Vc= NdxVd/Nc = 0,1Nx100mL/12N = Vc= 0,83ml.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL * Solución de ácido clorhídrico
Se tomó 2 ml de ácido clorhídrico (HCL) en un matraz de 100 ml y este se llenó de agua destilada hasta la línea de aforo, luego se tomó la solución y se agitó para homogenizarla, se trasvasó a un frasco color ámbar y se cerró. * Solución de ácido oxálico
Se tomó 0,21 gr de ácido oxálico que se pesaron en la balanza, tomando en cuenta que el vidrio de reloj también fue pesado y la balanza arrojó un peso de 16,09 gr. Posteriormente se llenó un tubo de ensayo hasta 20 ml de agua destilada y se trasvasó a un vaso precipitado junto con el ácido oxálico para disolverlo, luego se pasó a un matraz aforado de 100 ml y se llenó con agua destilada hasta la línea de aforo y por último se agitó y se trasvasó la solución concentrada a un frasco color ámbar con tapa. * Solución de Hidróxido de sodio
En el vidrio de reloj se pesó 1 gr de NaOH (Hidróxido de sodio), se tomó un tubo de ensayo y se llenó con 20 ml de agua destilada, luego se pasó a un vaso precipitado para que se pudiese disolver las piedras de hidróxido de sodio, una vez disueltas se pasó la solución a un matraz de 250 ml y se llenó con agua destilada hasta la línea de aforo. Por último se tomó el frasco color ámbar esterilizado y se pasó toda la solución del matraz al frasco.
Todo se dejó dentro del laboratorio por 15 días posterior a que pasaron los días se procedió a realizar el experimento que nos indicaba si las soluciones que teníamos eran ácidos o bases.
Primero se tomó el NaOH y se introdujo en la bureta, se pasó el NaOH a un beaker y se colocó un embudo en la bureta, se llenó la bureta de la solución de NaOH hasta llegar a cero, posteriormente se tomó el ácido oxálico con volumen de 10 ml y se introdujo 3 gotas de fenolftaleína que hizo un papel de indicador, se colocó en una fiola y se dejó caer de la bureta NaOH, poco a poco las gotas que caen de NaOH eran rosadas eso quería decir que se estaba acercando a la neutralización, se observó cuando llegó a color rosado que el volumen fue 5,2 ml y se puede deducir que ese fue el volumen de la base del NaOH.
Por último se repitió el mismo procedimiento con HCl, se llenó la bureta hast cero de NaOH y se tomó 10 ml de ácido clorhídrico (HCl) (Va), se tomó una fiola y allí se dejó caer los 10 ml de HCl, se le agregó 3 gotas de indicador y se trasvasó poco a poco gotas de NaOH hasta que llego a un color rosado con volumen de 23,4 ml.
Concluimos que el ácido oxálico se gastó menos (5,2 ml) porque este ácido oxálico se neutraliza siempre más rápido al tener mayor concentración.

RESULTADOS EXPERIMENTALES * Valoración de una solución de hidróxido de sodio. * Concentración de NaOH = 0,2N * Volumen de NaOH gastado = 5ml * Cambios de la mezcla al agregar el indicador: Se torna de color amarillo. * Valoración de una solución de acido clorhídrico. * Concentración de HCl = 0,18N * Volumen de HCl gastado = 9ml * Cambios de la mezcla al agregar el indicador: Se torna de color rosado. Estos resultados nos indican que las soluciones han sido neutralizadas correctamente.

POST-LABORATORIO 1. Defina:
a) Equivalencia: Es un término que ha sido utilizado en varios contextos en química. En la mayor parte de los usos, es la masa de un equivalente, que es la masa de una sustancia dada que: * Se deposita o se libera cuando circula 1 mol de electrones * Sustituye o reacciona con un mol de iones hidrógeno (H+) en una reacción ácido-base; o * Sustituye o reacciona con un mol de electrones en una reacción redox.]
El peso equivalente tiene dimensiones y unidades de masa, a diferencia del peso atómico, que es una magnitud adimensional. Los pesos equivalentes fueron determinados originalmente de forma experimental, pero (tal como se utilizan ahora) se obtienen de las masas molares.
b) Neutralización: Es una reacción entre un ácido y una base. Cuando en la reacción participan un ácido fuerte y una base fuerte se obtiene sal y agua. Mientras que si una de las especies es de naturaleza débil se obtiene su respectiva especie conjugada y agua. Así pues, se puede decir que la neutralización es la combinación de cationes hidrógeno y de aniones hidróxido para formar moléculas de agua. Durante este proceso se forma una sal.
c) Indicador: Es una sustancia que siendo ácidos o bases débiles al añadirse a una muestra sobre la que se desea realizar el análisis, se produce un cambio químico que es apreciable, generalmente, un cambio de color; esto ocurre porque estas sustancias sin ionizar tienen un color distinto que al ionizarse.
d) Punto de equivalencia: O punto estequiométrico, de una reacción química se produce durante una valoración química cuando la cantidad de sustancia valorante agregada es equivalente estequiométricamente a la cantidad presente del analito o sustancia a analizar en la muestra, es decir reacciona exactamente con ella.[] En algunos casos, existen múltiples puntos de equivalencia que son múltiplos del primer punto de equivalencia, como sucede en la valoración de un ácido diprótico.[] Un gráfico o curva de valoración muestra un punto de inflexión en el punto de equivalencia. Un hecho sorprendente sobre la equivalencia es que en una reacción se conserva la equivalencia de los reactivos, así como la de los productos. 2. Calcule la concentración de NaOH ( Solución Problema) Datos:
250ml NaOH 0,1 N
Mm NaOH= 40g
Operación:
0,1eq-g / L x 1L / 1000mlx 250 ml x 40g / 1eq-g= 1g NaOH. 1. Calcule la concentración deHCL. 4. Si al efectuar la titulación de neutralización acido-base un volumen de NaOH diferente a los 10 ml. ¿Que puede decir respecto a la discrepancia de este valor? , ¿A qué se debe? * El volumen de NaOH utilizado puede ser mayor o menor a los 10 ml a causa de que el ácido (HCL) pueda tener un volumen y densidad más alto o menor, por lo cual se necesite una mayor/menor cantidad de base para lograr la neutralización. 5. ¿Cuántos mL de una solución 0.0460 N de ( H₂C₂O₄2H₂O ) acido oxálico se neutralizaran con 10 Ml de NaOH 0.051 N y con 10 mL de Ba(OH)2 0.051 N? : NaVa=NbVb

* Datos: Na= 0.0460 Vb₁= 10 ml Vb₂= 10 ml Nb₁= 0.051 N Nb₂= 0.051 N Va= ? * Operaciones:
- Va₁ = Nb₁ * Vb₁ / Na
Va₁ = 0.051N*10 ml/ 0.0460 N = 11.08 ml
- Va₂= Nb₂ * Vb₂ / Na
Va₂= 0.051 N * 10 ml / 0.0460 N = 11.08 ml

CONCLUSIÓN
Con el desarrollo experimental de la presente práctica nos pudimos percatar de que la concentración de una solución depende directamente de los factores de molaridad y normalidad, las cuales son propiedades que determinan las características de una solución, con lo cual se puede saber que tan básicas o ácidas pueden ser estas soluciones.
También nos pudimos percatar de la importancia que representa el manejo de soluciones, ya que el costo de las mismas puede ser muy variado, y si al instante de producirlas no se presta atención a la concentración y densidad de los compuestos y no se valoran adecuadamente, pueden variar considerablemente, afectando de una manera drástica la calidad de la concentración y en algunos casos inutilizándola, ya que se le puede saturar.
Además el estudio de las soluciones posee una gran importancia, ya que se puede decir que es la base de la industria química, por un sin número de procesos y productos provienen de los compuestos entre solutos y disolventes, como en el caso de la industria de los alimentos, perfumes, farmacéuticos, pinturas, etc. Una gran economía o pérdida en la industria, la representa el correcto estudio y manejo de los reactivos de una solución, dado que al optimizar estos, depende el ahorro o el desperdicio de los mismos.

BIBLIOGRAFÍA

* Manual de Química General I, Universidad Santa María. * http://ciencia-basica-experimental.net/titulacion.htm * http://www.profesorenlinea.cl/Quimica/Disoluciones_quimicas.html

ÍNDICE Pág. * Introducción........................................................................................... * Objetivos ................................................................................................ 2 * Marco Teórico...................................................................................... 3 - 4 * Materiales ............................................................................................. 4 * Pre-Laboratorio ..................................................................................... 5 - 7 * Procedimiento experimental................................................................. 8 - 9 * Resultados experimentales.................................................................. 10 * Post-Laboratorio................................................................................... 11 - 12 * Conclusión............................................................................................ 13 * Bibliografía …………………………………………………………………. 14