DISEÑO EXPERIMENTAL: relación cuantitativa de la masa máxima de una sustancia que puede disolverse en diferentes volúmenes de disolvente.

Índice

Pagina

Introducción                                                                                2        

Planteamiento del Problema                                                        4

Selección y asignación de variables                                                4

Control de variables extrañas                                                        4

Hipótesis                                                                                5

Método                                                                                5

• Sujeto de estudio                                                                5
• Material y equipo                                                                5
• Procedimiento experimental                                                6

Resultados                                                                                7

Bibliografía                                                                                7

Introducción

Se trabajara esta vez con mezclas homogéneas, en este caso se tienen que definir inicialmente conceptos como disolución, soluto, disolvente, solubilidad, así como también conocer los tipos de disoluciones para saber la manera en que se trabajaran, y cuál es la que más conviene utilizar, en este caso será la solución saturada.

Es importante guiarse en las propiedades físicas y químicas del solido que se trabajara, ya que con estas será más fácil “detectar” la manera de llegar a la masa máxima de soluto.

Las soluciones son sistemas homogéneos formados básicamente por dos componentes. Solvente y Soluto. El segundo se encuentra en menor proporción. La masa total de la solución es la suma de la masa de soluto más la masa de solvente.

Las soluciones químicas pueden tener cualquier estado físico. Las más comunes son las líquidas, en donde el soluto es un sólido agregado al solvente líquido. Generalmente agua en la mayoría de los ejemplos. También hay soluciones gaseosas, o de gases en líquidos, como el oxígeno en agua. Las aleaciones son un ejemplo de soluciones de sólidos en sólidos.

1”La capacidad que tiene un soluto de disolverse en un solvente depende mucho de la temperatura y de las propiedades químicas de ambos. Por ejemplo, los solventes polares como el agua y el alcohol, están preparados para disolver a solutos iónicos como la mayoría de los compuestos inorgánicos, sales, óxidos, hidróxidos. Pero no disolverán a sustancias como el aceite. Pero este si podrá disolverse en otros solventes como los solventes orgánicos no polares”.

La concentración se refiere a la cantidad de soluto que hay en una masa o volumen determinado de solución o solvente.  Puesto que términos como concentrado, diluido, saturado o insaturado son inespecíficos, existen maneras de expresar exactamente la cantidad de soluto en una solución. 

2“Una mezcla homogénea es aquella en la que sus componentes no se pueden diferenciar a simple vista. Las mezclas homogéneas de líquidos se conocen con el nombre de disoluciones y están constituidas por un soluto y un disolvente, siendo el primero el que se encuentra en menor proporción y además suele ser el líquido. Por ejemplo, el agua mezclada con sales minerales o con azúcar, el agua es el disolvente y el azúcar el soluto”.[pic 1]

3“Existen diferentes tipos de separación de mezclas, es importante conocerlos ya que al realizar este tipo de experimentos es necesario separar las mezclas después de realizarse, algunos de los más comunes son:

• Tamización: esta puede ser utilizada para la separación de mezclas sólidas, compuestas con granos de diversos tamaños. Lo que se hace es hacer pasar a la mezcla por varios tamices (tabla con agujeros de pequeño tamaño).
• Filtración: esta técnica permite la separación de aquellas mezclas que están compuestas por líquidos y sólidos no solubles, es decir que los sólidos no se disuelven en el líquido. Por ejemplo el azúcar se disuelve con el agua, pero si se echa arena esta no se disuelve, es decir no es soluble. Para separar estas mezclas, se utiliza un embudo con un papel de filtro en su interior. Lo que se hace pasar a la mezcla por ellos.
• Separación magnética: esta técnica sólo es útil a la hora de separar sustancias con propiedades magnéticas de aquellas que no las poseen. Para esto, se utilizan imanes que atraen a las sustancias magnéticas y así se logra separarlas de las que no lo son                                              .
• Decantación: Decantar es dejar reposar la mezcla. Esta técnica sirve para la separación de líquidos que tienen diferentes densidades y no son solubles entre sí. En esta técnica se requiere un embudo de decantación que contiene una llave para la regulación del líquido. Una vez decantada la mezcla (dejar en reposo) el elemento más denso irá al fondo y por medio del embudo de decantación, cuando se abre la llave se permite el paso del líquido más denso hacia un recipiente ubicado en la base, quedando el líquido con menor densidad en la parte de arriba del embudo”. 

[pic 2]

Planteamiento del Problema

Determinar experimentalmente la relación cuantitativa de la masa máxima de una sustancia sólida que se disuelve en diferentes volúmenes de disolvente.

Selección y asignación de variables

• Variable Dependiente: Masa de una Sustancia Solida.
• Variable Independiente: Volumen Disolvente de una Sustancia Liquida.

Control de variables extrañas

• Temperatura Ambiental:

• La temperatura que hay en el ambiente puede ser un factor que acelere o atrase el nivel de disolvencia de la sustancia ya que se conoce que al aumenta esta, el nivel del soluto del disolvente aumentara.
• Para controlar esta variable tomaremos constantemente la temperatura ambiental intentando que en todos los intentos la temperatura sea la misma.

• Solubilidad en agua del bicarbonato de sodio

• La solubilidad del bicarbonato de sodio es un factor que debe tomarse en cuenta ya que si no se conoce este puede causar una sobre saturacion
• Para controlar esta variable se tomara en cuenta este valor desde diferentes fuentes consultadas

• Velocidad de agitación

• La velocidad de la agitación es algo que puede afectar en el termo agitador así como con el agitador normal, ya que con el termo agitador hay que tener un cuidado específico para no salpicar las paredes del vaso de precipitado y con el agitador de no derramar el liquido
• Para controlar esta variable con el termo agitador se pondrá a una velocidad de 15 RPM durante 20 minutos y con el agitador se hará a una velocidad constante durante 30 minutos.

• Temperatura del liquido

• La temperatura del líquido es un factor importante ya que esta no debe estar elevada para no afectar el experimento
• La manera en la que se va a controlar esta variable será tomando la temperatura del líquido al inicio y al final del experimento.

Hipótesis

Determinaremos que la relación cuantitativa de la masa máxima de una sustancia sólida que se disuelve en diferentes volúmenes de disolvente es directamente proporcional a temperatura ambiente.

Método

1. Sujetos de estudio

• Bicarbonato de Sodio
• Agua destilada.

1. Material y equipo

1. Procedimiento experimental

1. Medir en la Balanza Granataria una masa inicial de 5 gramos de bicarbonato de sodio.
2. En los vasos de precipitado colocaremos 40 mL de agua destilada y en uno completamente seco colocaremos el bicarbonato de sodio, para después enjuagar con el agua destilada del previo vaso el vidrio de relog para no dejar ningún residuo.
3. Mover a velocidad constante durante 30 minutos con el agitador de vidrio.
4. Repetiremos el paso 1 y 2, se colocara dentro del vaso de precipitado una barra magnética para después colocar el vaso en el termo-agitador durante 20 minutos y se colocara en la velocidad máxima cuidando que no salpique.
5. Se pesara el papel filtro para tener conciencia de la masa inicial de este.
6. Cuando haya pasado el tiempo transcurrido de agitación se colocara en el embudo el papel filtro de una manera correcta para la filtración y el embudo se colocara en la probeta graduada.
7. Teniendo ya esto se vaciara lentamente el contenido del vaso de precipitado cuidando no salpicar, nos ayudaremos del agitador.
8. Cuando ya se haya filtrado y el sólido este sobre el papel filtro se dejara secar.
9. Cuando el sólido ya esté bien seco se pesara, tomando en cuenta la masa obtenida se le restara a la primer masa agregada.
10. Repetir todos los pasos hasta obtener 5 resultados con cada uno de los métodos de agitación.

Resultados

Se espera comprobar la hipótesis mediante la experimentación con el proceso previamente mencionado. De igual manera se espera que los concuerden en datos a la siguiente tabla y obtengamos una gráfica de forma lineal.

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