Soluciones Quimicas

DISOLUCIONES DE CONCENTRACIÓN CONOCIDA, PREPARACIÓN Y VALORACIÓN VOLUMÉTRICA

INTRODUCCIÓN

La mayoría de las reacciones estudiadas en bioquímica se efectúan al mezclar diferentes soluciones, por tal motivo, es importante saber cómo expresar y como preparar estas soluciones con concentraciones especificas. Las formas más comunes de expresar una concentración son: Molaridad (M), Normalidad (N), porcentual (%) y Osmolar (osm) (González et al, 2009).

Por otro lado, tenemos que los ácidos y las bases son sustancias que podemos encontrar en nuestra vida diaria. Algunos de los procesos más importantes de los sistemas químicos y biológicos son reacciones ácido-base en disolución acuosa (Chang, 2007).

La titulación ácido-base es un procedimiento que permite determinar la concentración de una solución ácida (o básica) por la adición de una cantidad medida y equivalente de una solución básica (o ácida), esto implica una reacción de neutralización donde se produce sal y agua (Blanco, 2000):

Para identificar la cantidad de acido que posee una disolución a partir de una cantidad de base conocida, o viceversa, en la titulación por neutralización acido-base, se utiliza la siguiente relación (Gonzales et al, 2009):

N1, concentración de la solución valorada.

V1, volumen empleado en la disolución valorada.

N2, concentración de la solución problema.

V2, volumen empleado de la solución problema.

OBJETIVO GENERAL

- Determinar la concentración de una solución problema, mediante el método de titulación por neutralización ácido-base.

OBJETIVOS PARTICULARES

- Preparar disoluciones de concentración conocida e identificar los factores que afectan su preparación.

- Determinar el punto de neutralización ácido-básica mediante el uso de indicadores coloridos.

HIPÓTESIS

Si se utilizan soluciones de concentración conocida, preparadas correctamente, es posible determinar la concentración de otras soluciones problema mediante el método de titulación por neutralización ácido-base.

MATERIALES Y MÉTODOS

La parte experimental de esta práctica consistió básicamente en la preparación de soluciones normales (primera etapa) y la valoración de las mismas por titulación (segunda etapa), tal como se explica a continuación:

Primera etapa: Preparación de soluciones

A) Preparación de una solución de NaOH 0.3 N

Primero, se hicieron los cálculos necesarios para preparar 250 ml de una solución de NaOH 0.3 N. A continuación, sobre un papel aluminio, se pesó el NaOH en la balanza analítica, el cual se disolvió con un poco de agua en un vaso de precipitados. Después, la solución se vertió en un matraz aforado de 250 ml y se adicionó la cantidad de agua necesaria hasta llegar al aforo.

B) Preparación de una solución de HCl 0.3 N

Primero, se hicieron los cálculos necesarios para preparar 250 ml de una solución de HCl 0.3N tomando en cuenta su densidad (1.18g/ml) y pureza (37.1%). A continuación, con una pipeta graduada se midió el volumen de HCl concentrado requerido y se colocó suavemente en el fondo, dejándolo resbalar por las paredes del matraz aforado de 250 ml que contenía un poco de agua, posteriormente se adicionó la cantidad de agua necesaria hasta llegar al aforo. Por último, se tapó el matraz, se invirtió varias veces y se guardó la solución debidamente etiquetada para su posterior uso.

Segunda etapa: Valoración de disoluciones por titulación en presencia de indicadores de pH

A) Valoración de la solución de HCl con Na2CO3 solido

Primero, se pesaron tres porciones de 0.3 g de Na2CO3 que se colocaron cada una en diferentes matraces Erlenmeyer. A continuación, a cada matraz se adicionaron 25 ml de agua destilada, previamente hervida, y se disolvió el soluto. Posteriormente, se adicionó una gota de una solución de anaranjado de metilo a cada uno de los matraces. Luego, se colocó uno de los matraces sobre una base magnética y se agitó lentamente.

Por otro lado, se aforó una bureta con la solución de HCl antes preparada. Después, se adicionaron pequeños volúmenes de 0.5 ml de la solución de HCl contenida en la bureta al matraz que contenía la solución problema, sin dejar de agitar para que se llevara a cabo la reacción. En el momento en que hubo un cambio de color naranja a rosa que se mantuvo estable, se dio por terminada la titulación. Se anotó el volumen de titulación empleado. Se repitió dos veces más la valoración en los otros dos matraces.

B) Valoración de NaOH con HCl 0.3 N

Aquí, se valoró la solución de NaOH preparada en la primera etapa de la sesión, para verificar su normalidad. Por lo que, primero, se colocaron 10 ml de la solución de NaOH (solución problema) en un matraz Erlenmeyer y se introdujo el agitador magnético. A continuación, se adicionó una gota de fenolftaleína a la solución dándole una coloración violeta. Posteriormente, se llevaron a cabo todos los pasos necesarios para llevar a cabo la titulación pero ahora con HCl 0.3 N, tal como se explica en el inciso anterior. De la igual forma, la titulación se realizó por triplicado.

RESULTADOS

Primera etapa: Preparación de soluciones

A) Preparación de una solución de NaOH 0.3 N

Para preparar esta solución se pesaron 3 g de NaOH de acuerdo a los cálculos siguientes:

Donde N es Normalidad; z, equivalentes químicos; y M, Molaridad. Sabemos que la molaridad es igual a g/(V*PM), donde g, gramos; V, volumen de solución (en litros); y PM, peso molecular. Por lo tanto la ecuación nos queda:

Despejando los gramos g tenemos:

Al sustituir, se obtuvieron 3 g de NaOH:

B) Preparación de una solución de HCl 0.3 N

De igual manera, como en el caso anterior, se hicieron los cálculos de los gramos de HCl a pesar, utilizando la fórmula tenemos:

Pero como el HCl se encuentra en estado liquido, con una densidad de 1.18 g HCl y una pureza del 37%, el volumen

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