Molaridad de una disolución

RESUMEN:

Con el propósito de comprender el concepto de molaridad de una disolución, se prepararon 3 disoluciones a diferentes concentraciones molares. Para esto se hicieron cálculos de la cantidad de reactivo necesaria de acuerdo a su masa molar y la concentración a preparar. Se investigó el cuidado que había que tener al manejar ácido y agua, ya que podíamos causar un accidente de no hacerlo de manera correcta. Una vez preparadas las disoluciones, procedimos a vaciarlas en un recipiente en específico para cada una de ellas. Las disoluciones que se prepararon fueron: NaOH (hidróxido de sodio) a 3M y se vació en un recipiente de plástico, para evitar que reaccionara con los silicatos del vidrio; H2SO4 (ácido sulfúrico) a 3M y se vació en un frasco de vidrio oscuro, para evitar reactividad con la luz; Cu(NO3)2  (nitrato de cobre) a 0.1M y se vació en un frasco de vidrio sin ninguna característica específica. Una vez contenidas nuestras disoluciones, se procedió a etiquetarlas con el nombre y concentración de la disolución, la fecha de preparación y el nombre del equipo que la preparó. Ya etiquetadas, procedimos a intercambiar nuestras disoluciones con otro equipo en esta ocasión fue el equipo de la gaveta 31 , de forma que cada quién pudiera evaluar el trabajo de sus demás compañeros. Después, con el propósito de comprender y comprobar la ley de conservación de la materia se separó el cobre del nitrato de cobre, buscando obtener una cantidad de cobre idéntica a la que se tenía desde el principio, o por lo menos muy parecida o cercana. Para esto, se tomó el ya óxido de cobre (II) formado por la reacción del nitrato de cobre con el oxígeno del agua de la disolución que lo contenía y se le añadió ácido sulfúrico para formar CuSO4 (sulfato de cobre) y H2O (agua), y al final se añadió Zn (zinc) para obtener ZnSO4 (ac) (sulfato de zinc en disolución acuosa) y Cu (s) (cobre sólido). Después se procedió a filtrar el Cu en un papel filtro al que previamente se le determinó la masa, se le dejó secar y se determinó la masa total y por diferencia de masas determinamos la masa resultante del Cu.

PREDICCIÓN:

Para la disolución de H2SO4, al ser este un ácido, comenzará un proceso exotérmico al entrar en contacto con el agua, lo que provocará un calentamiento muy notable del reactivo, de ser así, no podríamos vertirlo en el matraz aforado de 50mL ya que éste está calibrado para medir exactamente 50mL a una temperatura de 20ºC, por lo que habrá que enfriar nuestra disolución hasta dicha temperatura.

Con el nitrato de cobre y el hidróxido de sodio no tendremos problemas de calentamiento, ya que al entrar en contacto con el agua no se produce un proceso exotérmico, y de ser así, será casi imperceptible.

Dado que se investigaron las ecuaciones de las reacciones previamente, podemos adelantar que al hacer reaccionar el CuO (óxido de cobre (II)) con el H2SO4 y formarse el CuSO4, el sulfato de cobre resultará en una disolución acuosa lo que le permitirá pasar a través del papel filtro “limpiando” de alguna manera el papel filtro de todo rastro de CuO en polvo. Esto se puede ver en la ecuación:

[pic 1]

Al final de este paso, no queda sólido alguno.

Al mezclar el CuSO4 con el Zn tendremos una reacción de precipitación en la que el cobre aparecerá como un precipitado, pero como muy seguramente agreguemos un exceso de H2SO4 para asegurarnos de que todo el CuO reaccione, al entrar en reacción el sobrante de H2SO4 con el Zn tendremos ZnSO4 y se desprenderá hidrógeno en forma de gas, tal como se muestra en la siguiente ecuación:
[pic 2]
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RESULTADOS:

TABLA 1.

Cálculo de cantidad de reactivo (mol):

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Cálculo de cantidad de reactivo (g, mL)

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TABLA 2.

TABLA 3. Cantidades teóricas y experimentales de los reactivos a emplear.

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