ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICADEL LITORAL

PRÁCTICA N° 4

Título:

DETERMINACIÓN DE LA SOLUBILIDAD DE LOS SÓLIDOS

Asignatura

Laboratorio De Química General I

Paralelo - Grupo:

16 - C

Autor:

Melissa Aguilera Chuchuca

Profesor:

Ing. Ana Avilés Tutivén, Ms.C

Fecha:

11 de Junio 2014

1.- Objetivos

Determinar la solubilidad de una sustancia a diferentes temperaturas dadas por el profesor y graficar la curva de solubilidad con los diversos puntos determinados por cada grupo de alumnos.

2.- Marco teórico

Solubilidad, es la máxima cantidad de una sustancia (soluto) que puede disolverse en un determinado volumen (o masa) de disolvente a una temperatura determinada.

Soluto: sustancia disuelta. Solvente: líquido en que está disuelto. Solución: mezcla resultante.

Factores que afectan a la solubilidad:

Superficie de contacto: al aumentar éste, las interacciones soluto-solvente aumentarán y el cuerpo se disuelve con mayor rapidez.

Grado de agitación: al disolverse el sólido, las partículas del mismo deben difundirse por toda la masa del solvente. Este proceso es lento.

Temperatura: la temperatura afecta la rapidez y grado de solubilidad. Al aumentar la temperatura se favorece el movimiento de las moléculas en solución y con ello su rápida difusión.

Presión: los cambios de presión ordinarios no tienen mayor efecto en la solubilidad de los líquidos y de sólidos. La solubilidad de gases es directamente proporcional a la presión.

Naturaleza del soluto y del solvente: el fenómeno esencial de todo proceso de disolución es que la mezcla de sustancias diferentes da lugar a varias fuerzas de atracción y repulsión cuyo resultado es la solución.

No saturada, es aquella en donde la fase dispersa y la dispersante no están en equilibrio a una temperatura dada; es decir, ellas pueden admitir más soluto hasta alcanzar su grado de saturación.

Saturada, en esta disolución hay un equilibrio entre la fase dispersa y el medio dispersante, ya que a la temperatura que se tome en consideración, el solvente no es capaz de disolver más soluto.

Sobresaturada, representa un tipo de disolución inestable, ya que presenta disuelto más soluto que el permitido para la temperatura dada.

Concentración, es la relación que existe entre la cantidad de soluto y la cantidad de solución o de solvente. 

La concentración se la puede representar de distintas maneras:

Porcentaje masa en masa (% m/m): Por ejemplo 2% m/m significa 2 gramos de soluto en 100 gramos en solución.

Porcentaje volumen en volumen (% v/v): 3% v/v es 3 centímetros cúbicos de soluto en 100 de solución.

Porcentaje masa en volumen (%m/v): 4%m/v es 4 gramos de soluto cada 100 ml de solución.

Molaridad: Número de moles de soluto en 1 litro de solución. El mol representa una determinada cantidad de materia de cualquier sustancia. Ejemplo. Si decimos que una solución es 2 molar (2M) tiene dos moles en 1 litro de solución.

Normalidad: Es la cantidad de equivalentes químicos que hay por litro de solución. Si una solución es 0,5N (0,5 normal) significa que contiene 0,5 equivalentes en un litro de solución.

 

3.- Materiales y reactivos1. Soporte universal. 2. Aro y nuez.3. Vaso precipitado. 4. Agitador. 5. Sal (KNO3). 6. Triángulo de porcelana. 7. Pipeta y la pera de succión.

8. Pinza. 9. Mechero. 10.Balanza.11.Malla.12.Chispero.

4.- Procedimiento:

1) Pesar una cápsula de porcelana con exactitud ± 0.1 g. Anotar como m1.2) Introducir 10 ml de agua en un vaso de 100 ml, y comenzar añadir

pequeñas cantidades de muestra (sal) agitando, hasta que ya no disuelva.

3) Insertar el pequeño vaso con solución en otro vaso más grande ( de 1000 ml) que contiene agua en sus ¾ partes de su cantidad para un baño maría, el mismo que deberá estar asentado en una malla sobre un aro de calentamiento sujetado a un soporte universal.

4) Calentar con un mechero el vaso grande hasta que la temperatura indicada por el profesor (diferente para cada equipo de alumnos); y

KNO3

1), 2) 3), 4)5)

6)

7) 8)

9) 10) 11) 12)

regule la llama del mechero, de tal manera que la temperatura del baño se mantenga constante. Disponga de un termómetro.

5) Añadir más sal al vaso pequeño cuando el exceso de muestra se haya disuelto; agregue y agite hasta que permanezca un exceso muy visible en la solución, y se llegue a la temperatura pedida.

6) Retirar el vaso con la solución, agite fuerte para comprobar que el exceso no se disuelva, y, registre la temperatura que deberá corresponder a la asignada o muy cercana (±1°C) a ella.

7) Verter inmediatamente la parte líquida (el exceso de sólido quedará en el vaso) en la cápsula inicialmente pesada (m1), y pesar el conjunto para obtener m2.

8) Retirar el vaso 1000 ml del sistema de calentamiento, y ubicar ahora la cápsula con solución para con llama suave evaporar el solvente (agua) hasta la observación de un sólido blanco.

9) Apagar el mechero cuando empiece a fundirse el sólido, esperar a que enfríe el sistema para pesar la cápsula con soluto, trasladándola con una pinza de crisol a la balanza. Anotar la nueva masa como m3.

10)Elaborar la tabla de datos, y efectuar los cálculos, para que los resultados obtenidos, sean anotados en un cuadro general dispuesto en la pizarra.

11)Escribir los valores anotados en el cuadro general de la pizarra (resultados de todos los equipos), para con temperatura en °C vs solubilidad correspondiente en g/100 g de agua, construir la curva de solubilidad.

5.-

Tabla de datos

Masa de la cápsula (m1) (47.5 ± 0.1) g.

Masa de cápsula con solución (m2) (61.5 ± 0.1) g.

Masa de cápsula con soluto (m3) (54.9 ± 0.1) g.

Temperatura teórica (pedida) 40°C

6.- Cálculos

Determinar la masa del soluto:

Msoluto = m3 – m1

Msoluto = 54.9 – 47.5

Msoluto = 7.4 g

Determinar la masa del solvente:

Msolvente = m2 – m3

Msolvente = 61.5 – 54.9

Msolvente = 6.6 g

Determinar la masa de soluto por 100 g de solvente:

(Msoluto) (Msovente) X= --------------------------------- 100g de solvente

(7.4 g) (6.6 g) X= ----------------------------- 100 g

X= 112.12 g/100g H2O7.- Tabla de resultados

Masa de soluto 7.4 g

Masa de solvente 6.6 g

Masa de soluto por 100 g de solvente 112.1 g

Temperatura experimental 41°C

CUADRO DE RESULTADOS GENERALES

Equ

ipo Temperatura (°C)

Masa de soluto (g)

Masa de solvente (g)

Masa de soluto por cada 100g de solvente (g soluto/100g H2O)teórica Experimental

A Ambiente 28 10.8 2.6 45.55

B 35 35 4.05 9 45

C 40 41 7.4 6.6 112.12

D 45 45 5.2 7.8 66.67

E 50 50 6.8 7.6 89.47

F 55 56 9.2 9 97.82

G 60 61 4.9 7.5 65.33

H 65 65 5.1 3.8 134.2

8.- Observaciones

Al consumirse el solvente, aparecía un soluto blanco (sal)

Mover el mechero de un lado a otro para que el solvente se consuma con rapidez.

Temperatura (°C)

Masa de soluto por cada 100g de solvente (g soluto/100g H2O)

28 45.55

35 45

41 112.12

45 66.67

50 89.47

56 97.82

61 65.33

65 134.2

9.- Recomendaciones

Esperar a que enfríe la cápsula con su contenido a una temperatura inferior de 60°C, luego de evaporar el solvente.

Seguir estrictamente el procedimiento de la práctica, a fin de tener óptimos resultados.

Conocer perfectamente el manejo del mechero de bunsen para que no haya cambios bruscos en la llama del mismo.

Agitar fuertemente el vaso de precipitación para comprobar que no es posible disolver el exceso de soluto.

10.- Conclusiones

Se determinó la solubilidad del nitrato de potasio (KNO3) en agua, a diferentes temperaturas.

Se establece que la temperatura es un factor que ayuda a la solubilidad de los sólidos, la temperatura y la solubilidad de los sólidos están en una relación directamente proporcional, es decir, a mayor temperatura mayor solubilidad del sólido.

BIBLIOGRAFÍA

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Pérez, J. (29 de Septiembre de 2008). SOLUCIONES: factores que afectan a la solubilidad. Recuperado el 2014, de http://solucionesj2p.blogspot.com/2008/09/factores-que-afectan-la-solubilidad.html

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textos científicos. (7 de Marzo de 2007). formas de esxpresar la concentración. Recuperado el 2014, de http://www.textoscientificos.com/quimica/disoluciones/formas-expresar-concentracion

ANEXOS

1.- Establecer la diferencia entre solución saturada y solución sobresaturada.

Saturada, hay equilibrio entre la fase dispersa y dispersante, el solvente no disuelve más soluto a la temperatura dada. Sobresaturada Presenta disuelto más soluto que el permitido a la temperatura dada.

2.- ¿Qué son aguas duras? ¿En qué consiste el proceso de ablandamiento de dichas aguas?

Son las que contienen un alto nivel de minerales, como sales de Mg y Ca. Se puede algunas veces decir que su dureza es superior a 120 mg CaCO 3 /l. El agua dura puede volver a ser blanda, con el agregado de carbonato de sodio o potasio, para precipitarlo como sales de carbonatos, o por medio de intercambio iónico con salmuera en presencia de zeolita o resinas sintéticas.

3.- Azúcar y alcohol son compuestos de C, H y O con enlace covalente, pero a pesar de tener enlace covalente son solubles en agua. ¿Por qué?

Los átomos de oxígeno se unen con los átomos de hidrógeno del agua.

4.- ¿La molalidad de una disolución dada varía con la temperatura? Justifique su respuesta.

No varia, debido a que las masas no varían con la temperatura.

5.- ¿La molaridad varía con la temperatura? Justifique su respuesta.

Si, cambia con la temperatura ya que la expansión o contracción de la disolución modifica su volumen.

6.- Completar la siguiente tabla:

Sustancia Soluble en agua (SI / NO)

Soluble en acetona (SI / NO) Tipo de enlace

Sal de cocina SI NO IÓNICO

Gasolina NO NO COVALENTE

Mantequilla NO NO COVALENTE

Pintura NO SI COVALENTE

azúcar SI SI COVALENTE

7.- ¿Qué significa el término solubilidad en una sustancia en un determinado solvente?

Solubilidad de una sustancia en un determinado solvente es la concentración de su disolución saturada.