UNIVERSIDAD
DE PANAMÁ
FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS
QUÍMICA GENERAL (QM 104)
LABORATORIO Nº 7
PREPARACIÓN Y VALORACIÓN DE LAS SOLUCIONES DE HCl Y NaOH
1. INTRODUCCIÓN
Una solución no es
más que la mezcla homogénea de dos o más sustancias. El componente que se
encuentra en mayor cantidad se llama solvente y es el que disuelve, el que se
encuentra en menor cantidad se llama soluto. Las soluciones en las cuales un
soluto sólido se disuelve en un solvente líquido como el agua, son de especial
interés en el laboratorio (CHANG, 1999).
La cantidad de
soluto por unidad de disolvente se conoce como concentración. La concentración
expresada mediante unidades químicas nos dicen cuantitativamente la cantidad de
soluto que hay en un determinado volumen de solvente. Puede expresarse de
formas distintas por lo que las unidades más utilizadas en química tenemos: la
molaridad, normalidad y porcentaje en peso (Mortimer, 1983).
En el caso de la
molaridad se representa con una M, y se expresa como el número de moles de
soluto por litros de solución:
|
M=
|
moles de
soluto
|
|
|
L de solución
|
La normalidad se
representa con una N, y se expresa como el número de equivalentes gramos de
soluto por litros de solución:
|
N=
|
# eq-g de soluto
|
|
|
L de solución
|
Por otro, una vez
preparadas las disoluciones es necesaria la valoración de las mismas, en el
caso del ácido clorhídrico, este se valora para conocer su concentración
exacta. El proceso se realiza por estandarización contra un patrón primario.
Consiste en titular con la disolución preparada, una cantidad del reactivo
patrón primario pesado con exactitud.
La forma que
utilizaremos para expresar la concentración de la disolución será la
normalidad, que se define como los equivalentes de una sustancia por litro de
disolución.
En una reacción de
neutralización el peso equivalente es el peso de la sustancia que puede
suministrar, reaccionar con o ser, químicamente, equivalente a un átomo gramo
de hidrogeniones en la reacción que tiene lugar.
Para valorar el HCl
usaremos el Na2CO3 (PATRÓN PRIMARIO). La reacción que se
lleva a cabo es la siguiente:
Na2CO3 + HCl
------------ NaCl + H2O
Un mol de Na2CO3
reacciona con 2 hidrogeniones por lo tanto, su peso equivalente es:
|
Na2CO3=
|
106
|
= 53
|
|
|
2
|
|
Durante la
titulación del Na2CO3 es necesario calentar para
descomponer el H2CO3 que se forma con desprendimiento de
CO2; la disolución queda entonces prácticamente neutra y habrá una
variación grande de pH al adicionar una o dos gotas de titulante, manifestándose,
intensamente el color del indicador.
En la valoración del
NaOH la reacción que se lleva a cabo con Ftalato ácido de potasio (KHC8H4O4)
es la siguiente:
|
indicador
|
|
NaOH +
KHC8H4O4 --------------------- KNaC8H4O4 + H2O
|
|
Fenloftaleína
|
El peso equivalente
del Ftalato ácido de potasio será:
|
KHC8H4O4
=
|
204
|
|
1
|
|
El titulo de una
disolución patrón es el número de gramos de un compuesto que puede ser valorado
con 1 mililitro de la disolución:
T= N x Pmeq
2.
OBJETIVOS
Objetivo
General:
Aplicar las técnicas del análisis
volumétrico en la valoración del HCl y NaOH.
Objetivos
Específicos:
Valorar las disoluciones de HCl y NaOH
Reconocer el punto final.
3. CONCEPTOS PREVIOS:
·
Valoración
·
Patrón primario
·
Punto de equivalencia
·
Indicador
4. MATERIALES Y REACTIVOS
|
Envases plásticos
|
HCl conc.
|
|
Policial
|
NaOH cristales
|
|
Vasos químicos de 100mL
|
KHC8H4O4
|
|
Matraces volumétricos 500mL
|
Na2CO3
|
|
Soporte
|
Fenolftaleína
|
|
Buretas de 50mL
|
Naranja de metilo
|
|
Goteros
|
|
5. PROCEDIMIENTO
A) Preparación de la disolución de HCl
· Calcule el
volumen del ácido clorhídrico concentrado necesario para preparar 100cc de
ácido 0.1N, sabiendo que la densidad es 1.19 g/mL y el porcentaje de pureza es
37%. Anote (todas las operaciones deben aparecer en su informe).
· Tome un matraz
volumétrico de 100mL y agregue agua destilada hasta la mitad, luego agregue el
volumen de ácido calculado en la parte anterior. Si el volumen es muy pequeño
utilice un gotero y considere que un 1mL=20 gotas.
· Complete el
volumen con agua destilada hasta la marca de aforo. Tape el matraz y agite
suavemente hasta homogenizar toda la mezcla.
· Finalmente
vierta la solución preparada en un envase debidamente rotulado con la siguiente
información:
o Nombre de la solución
o Concentración de la solución
o Fecha de preparación
o Nombre de las personas encargadas de la preparación.
· Una vez envase la solución,
estará preparado para realizar la valoración como se indica a continuación:
B) Valoración de la disolución
de HCl
· Pesar
aproximadamente 0.8
gramos de Na2CO3. Para esta pesada
debe usarse una balanza analítica con sensibilidad de 1mg o 0.001 g
· Disolver el Na2CO3
pesado con 25mL de agua destilada en un vaso químico. Agite hasta disolución
total.
· Pasar cuidadosamente los 25
mL de disolución a un matraz volumétrico de 100mL, enjuague el recipiente
original con agua destilada y agregue al matraz; aforar hasta la marca.
· Con una pipeta pasar 3
alícuotas de 25mL de la disolución de Na2CO3 a sendos
matraces erlenmeyer. Agregar a cada matraz 100mL de agua destilada.
· Al primer matraz agregar
dos gotas del indicador fenolftaleína y a los dos matraces siguientes, agregue
dos gotas de naranja de metilo. Titule la alícuota en el primer matraz, con la
disolución de HCl. Después de agregados los primeros mililitros de HCl,
caliente la solución y lego continúe la titulación hasta que la disolución pase
de rosado pálido a incolora. El volumen usado en esta titulación es
aproximadamente la mitad del que se requiere para titular la equivalencia total
de Na2CO3.
· Agregue a la misma
disolución dos gotas de naranja de metilo y continúe la titulación hasta
obtener una coloración naranja.
· Titular las disoluciones
restantes, agregando rápidamente el 85% del volumen total de HCl, luego
caliente la disolución casi hasta el punto de ebullición y proceda a titular
hasta el punto estequiométrico. El indicador ha de cambiar de amarillo o
naranja.
·
Calcular, de los datos
obtenidos en el proceso de titulación, la normalidad exacta del HCl. Usando la
siguiente fórmula:
|
N=
|
g de Na2CO3
|
|
|
mL
x Pmeq
|
C) Preparación de la disolución
de NaOH
· Calcule los gramos de NaOH
necesarios para preparar 100mL de esta solución 0.1 N. Anote (todas las
operaciones deben aparecer en su informe).
· Pese los gramos calculados
en un vaso químico de 100mL, añada
30cc de agua destilada y disuelva los cristales con ayuda de
un policial.
· Vierta esta solución en un
matraz volumétrico de 100mL y complete con agua destilada hasta la marca de
aforo. Tape el matraz y agite suavemente hasta homogenizar toda la mezcla.
· Finalmente vierta la
solución preparada en un envase debidamente rotulado con la información
solicitada en la parte A.
· Una vez envase la solución,
estará preparado para realizar la valoración como se indica a continuación:
D) Valoración de la disolución
de NaOH
· Pesar aproximadamente, 3 gramos de Ftalato ácido
de potasio. Usar la balanza analítica. Luego disolver el Ftalato pesado con
25mL de agua destilada, en un vaso químico. Agite hasta disolución total.
· Pasar cuidadosamente 25mL
de solución a un matraz volmétrico de 100mL, enjuague el recipiente original
con agua destilada y agregue al matraz; aforar hasta la marca.
· Con pipeta pasar 3
alícuotas de 25mL de la disolción de Ftalato a sendos matraces erlenmeyer.
· Agregar a cada matraz 100mL
de agua destilada y dos gotas del indicador fenolftaleína. Titular con la
solución de NaOH y calcular la normalidad del NaOH, empleando la fórmula de la
parte A.
6. RESULTADOS PARA LA VALORACIÓN
Cuadro I. Volumen Consumido de HCl
|
Nº Matraz
|
Volumen (mL)
|
|
1
|
|
|
2
|
|
|
3
|
|
|
Promedio
|
|
Cuadro II. Volumen Consumido de NaOH
|
Nº Matraz
|
Volumen (mL)
|
|
1
|
|
|
2
|
|
|
3
|
|
|
Promedio
|
|
Cuadro III. Determinación de la Normalidad
|
Normalidad
del HCl
|
Normalidad
de NaOH
|
|
|
|
7. CUESTIONARIO
- Escriba la ecuación balanceada de
la reacción entre el HCl y el Na2CO3.
- Escriba la ecuación balanceada de
la reacción entre el NaOH y el KHC8H4O4
- ¿Cuál es el pH en el punto de
equivalente de la reacción entre el Na2CO3 y HCl?
- ¿Cuál es la zona de viraje del
naranja de metilo y la fenolftaleína?
- ¿Por qué se calienta la disolución
de Na2CO3 durante la titulación?
- Qué diferencia existe entre punto final
y punto de equivalencia?.
8. BIBLIOGRAFÍA
CRISTHIAN, G. D. 1981.Química
Analítica. 2daEdición. Editorial Limusa. México.
CHANG, R.1999.Química.4ta
Edición. McGraw-Hill. México. 1091p.
MORTIMER, G. 1983 .Química. 2da
Edición. Nueva Editorial Iberoamericana.México.770.
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