Practica 6 LAB

 

 

Universidad Nacional Autónoma de México

Facultad de Ingeniería División de Ciencias Básicas Laboratorio de Química (6123) Profesor(a): Lioudmila Fomina   Semestre 2021-2

MUY BIEN! 10-!  Ver la Práctica.

Práctica No.

6 

Nombre de la práctica PREPARACIÓN Y CONDUCTIVIDAD DE DISOLUCIONES

Grupo: 52  52  Brigada:  3  Brigada:

Integrantes: • 

Meléndez Romero Juventino Mexichac •  Meza Villanueva Guillermo •  • 

Millán Morales Gerardo Montejano Torres Veronica

 

• 

Ortega Felipe Camila Cd. Universitaria a ___05__ de octubre de 2021.

 

1. OBJETIVOS EL ALUMNADO: Preparará disoluciones de diferentes concentraciones con el material adecuado. Medirá la conductividad de las disoluciones preparadas usando el equipo conveniente. Clasificará los solutos empleados como electrólitos fuertes, débiles o no electrólitos. electrólitos. Comprenderá la relación que hay entre la concentración de un electrólito y su conductividad. 2. INTRODUCCIÓN Una disolución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias. Con frecuencia, las disoluciones consisten en una sustancia, el soluto, disuelto en otra sustancia, el disolvente, que por lo general es agua. La concentración de las disoluciones se expresa en función de la cantidad de soluto disuelto en una masa o volumen determinado de disolvente o de disolución; por tanto, existen varias formas de expresar la concentración. Algunas unidades de concentración son la molaridad, la normalidad, la molalidad y los porcentajes en masa o en volumen. Una disolución que contiene un electrólito es capaz de transportar la corriente eléctrica. A este fenómeno se le llama conducción condu cción electrolítica. Los iones del electrólito deben moverse libremente para que se presente la conducción electrolítica. La naturaleza iónica de un compuesto puede determinarse experimentalmente observando qué tan eficazmente transporta la corriente eléctrica una disolución acuosa del mismo. Ahora bien, las propiedades de los compuestos iónicos y covalentes reflejan la manera en que los átomos interactúan entre sí. Una de estas propiedades es la conductividad electrolítica de los compuestos en disolución acuosa. 3. HERRAMIENTAS DIGITALES • 

• 

Making stock solutions from solids:  solids: http://chemcollective.org/activities/vlab/67  http://chemcollective.org/activities/vlab/67  Conductivity of ionic solutions:  solutions: http://web.mst.edu/~gbert/conductivity/cond.html  http://web.mst.edu/~gbert/conductivity/cond.html 

4. DESARROLLO ACTIVIDAD 1 El profesorado verificará que el alumnado posea los conocimientos teóricos necesarios para la realización de la práctica y dará las recomendaciones necesarias para el manejo de los simuladores.

 

  ACTIVIDAD 2 Preparación de disoluciones a)  Calcule la cantidad en gramos del soluto necesaria para preparar 1 [l] de disolución d isolución de cloruro de sodio (NaCl) 0.5 [M]. Ésta será la disolución madre. b)  Use el simulador Making stock solutions from solids para preparar la disolución. Se sugiere elegir el idioma Español (figura 1).

Figura 1. Simulador Making stock solutions from solids.

3. Tome la balanza y un vaso de precipitados p recipitados de 250 [ml] del Almacén del simulador. Coloque el vaso sobre la balanza y presione el botón TARE para tararla (figura 2).

Figura 2. Simulador Making stock solutions from solids. 4.  Mida la masa del soluto que cálculo en el paso 1. Para ello, tome el frasco Almacén, , colóquelo vaso de con NaCle delAlmacén del trabajo indique la masa que se sobre pesaráel(figura 3).precipitados en el área de

 

 

Figura 3. Simulador Making stock solutions from solids. 5.  Lleve el agua desionizada del Almacén a la Poyata, Poyata, colóquela sobre el vaso deprecipitados y añada 200 [ml] (figura 4).

Figura 4. Simulador Making stock solutions from solids . 6.  Elija un matraz volumétrico de 1 [l] del Almacén y trasvase la mezcla del vaso de precipitados a dicho matraz. Para ello, coloque el vaso de precipitados sobre el matrazvolumétrico y añada todo el contenido de este (figura 5).

 

 

Figura 5. Simulador Making stock solutions from solids. 7.  Coloque el agua desionizada sobre el matraz volumétrico con la mezcla y añada el volumen necesario para completar hasta la marca del aforo. La disolución así preparadaes la disolución madre (figura 6).

Figura 6. Simulador Making stock solutions from solids. Almacén,, colóquela sobre el 8.  Tome una pipeta volumétrica de 10 [ml] del Almacén matrazz volumé matra volumétrico trico que conti contiene ene la d disolu isolución ción madre y tome tome 10 ml . Pa Para ra ello, indique la cantidad que qu e tomará y presioné el botón Quitar (figura 7).

 

 

Figura 7. Simulador Making stock solutions from solids. 9.  Elija un matraz volumétrico de 500 [ml] del Almacén y vierta los 10 [ml] de la disoluciónmadre disoluciónmadre con ayuda de la pipeta. Para ello, coloque dicha pipeta sobre el matraz volumétrico de 500 [ml] y añada el volumen requerido (figura 8).

Figura 8. Simulador Making stock solutions form solids . 10. Coloque Coloque el agua desionizada sobre el matraz volumétrico de 500 [ml] y añada el volumen necesario para completar hasta la marca del aforo. La disolución así preparadaes la disolución 1 (figura 9).

 

 

Figura 9. Simulador Making stock solutions from solids. 11. R Repita epita los pasos anteriores empleando los matraces volumétricos de 250 y 100 [ml], disponibles en el Almacén, Almacén, para preparar las disoluciones 2 y 3, respectivamente. 12. Determine Determine la concentración de las disoluciones 1, 2 y 3 ACTIVIDAD 3 Toma de lecturas 1. Determine la conductividad de las disoluciones que se muestran en la tabla 1 con el simulador Conductivity of ionic solutions.. Use los solutions valores de las concentraciones que obtuvo en la actividad 2

 

  2. Tome la lectura de conductividad en [μS] y registre sus

resultados en la tabla 1. Para ello, seleccione en el simulador el anión y el catión que correspondan y fije la temperatura en 25 [°C] (figura 10). 3. Elija la concentración de la disolución d isolución y presione la barra morada del conductímetro para obtener una lectura (figura 11a). 4. Cambie la escala de conductímetro si en el paso anterior no se registró la conductividad. Para ello, presione el botón blanco del conductímetro para que cambie a Range 2 y tome una nueva lectura (figura 11b).

Figura 10. Simulador Conductivity of ionic solutions.

5. Multiplique por 1000 el valor que qu e indique la pantalla si realizó el paso anterior

6. Cambie la concentración para tomar una nueva nu eva lectura de la misma disolución. Repita los pasos 4 y 5 si es necesario. 7. Repita los pasos anteriores para medir la conductividad de cada disolución. A

B

Figura 11. Simulador Conductivity of ionic solutions.

 

  ACTIVIDAD 4 Construcción del modelo matemático 1.

2.

3.

4. 5.

Trace una gráfica de la conductividad [μS] en función de la concentración molar [M]con los datos de la tabla 1 para cada soluto. ¿Cuál es el comportamiento de la conductividad respecto a la concentración? Establezca los modelos matemáticos que corresponden a cada soluto, a partir de lagráfica que trazó en el punto anterior. Con base en lo anterior ¿Cuál disolución es la mejor conductora para una mismaconcentración? A partir del resultado del punto anterior, infiera cuál es un electrolito fuerte, débil o noelectrolito. Infiera con base en el modelo matemático obtenido para el soluto asignado por elprofesor. a)

Si i.se toman [ml] de la disolucióndemadre y se lleva a un volumen de 200 [ml] ¿Cuál 10 será la conductividad la disolución preparada? ¿Cuántos gramos de soluto hay en la disolución preparada? ¿Qué cantidad de soluto se debe d ebe de emplear para preparar 100 [ml] de unadisolución de NaCl que presente una conductividad de 16500 [μS]? Use el simulador Making stock solutions from solids para preparar dicha disolución ii.

b)

 

  5.RESULTADOS ACTIVIDAD 3

Tabla 1 Concentración [M]

Disolución 1 500 [ml]

Disolución 2 250 [ml]

Disolución 3 100 [ml]

Disolución madre

0.01 [M]

0.02 [M]

0.05 [M]

0.5 [M]

854.1 [µS]  0.01 [M]

1653 [µS]  0.02 [M]

3900 [µS]  0.05 [M]

29 400 [µS]  0.5 [M]

157.2 [µS] 

220.3 [µS] 

341.3 [µS] 

980.2 [µS] 

0.01 [M] [M]

0.02 [M] [M]

0.05 [M]

0.5 [M]

1195 [µS] 

5600 [µS] 

45 200 [µS] 

0.01 [M] [M]

2300 [µS] 0.02 [M] [M]

0.05 [M]

0.5 [M]

2400 [µS] 

4500 [µS] 

10300 [µS] 

0.01 [M] [M]

0.02 [M] [M]

0.05 [M]

80 900 [µS]  0.5 [M]

2600 [µS] 

5000 [µS] 

0.01 [M] [M]

0.02 [M] [M]

11 200 [µS]  0.05 [M]

69 100 [µS] 0.5 [M]

1377 [µS] 

2700 [µS] 

53 600 [µS] 

0.01 [M] [M]

0.02 [M] [M]

6500 [µS]  0.05 [M]

2300 [µS] 

4300 [µS] 

9500 [µS] 

0.01 [M] [M]

0.02 [M] [M]

0.05 [M]

55 300 [µS]  0.5 [M]

96 [µS] 

88 [µS] 

92 [µS] 

103 [µS]] 

Conductividad [ S] 

     

   ()    ()   

0.5 [M]

 

ACTIVIDAD 4 1)  Trace una gráfica de la conductividad [μS] en función de la concentración molar [M]con los datos de la tabla 1 para cada soluto. CH3COONa [M] 0.01 0.02 0.05 0.5

[s] 854.1 1653 3900 29400

[ms]

35000

y = 57694x + 586.1 R² = 0.9995

30000 25000 20000 15000 10000 5000 0

CH3COOH [M] 0.01 0.02 0.05 0.5

[s] 157.2 220.3 341.3 980.2

0

0.1

0.2

0.3

[ms]

0.4

0.5

0.6

y = 1579.6x + 195.71 R² = 0.9826

1200 1000 800 600 400 200 0 0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

 

NaCl [M] 0.01 0.02 0.05 0.5

  [s] 1195 2300 5600 45200

[ms] 50000

y = 89196x + 640.36 R² = 0.9997

45000 40000 35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 0

CaCl2 [M] 0.01 0.02 0.05 0.5

[s] 2400 4500 10300 80900

0.1

0.2

0.3

[ms]

0.4

0.5

0.6

y = 158996x + 1470.5 R² = 0.9997

90000 80000 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0 0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

 

 

(NH4)2SO4 [M] 0.01 0.02 0.05 0.5

[s] 2600 5000 11200 69100

[ms]

y = 133159x + 2667 R² = 0.9981

80000 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0 0

KNO3 [M] 0.01 0.02 0.05 0.5

[s] 1377 2700 6500 53600

0.1

0.2

0.3

[ms] 60000

0.4

0.5

0.6

y = 105904x + 688.24 R² = 0.9998

50000 40000 30000 20000 10000 0 0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

 

  Ba(NO3)2 [M] 0.01 0.02 0.05 0.5

[s] 2300 4300 9500 55300

[ms] 60000

y = 105867x + 2499.2 R² = 0.9976

50000 40000 30000 20000 10000 0 0

C12H22O4 [M] 0.01 0.02 0.05 0.5

[s] 96 88 92 103

0.1

0.2

0.3

[ms] 104

0.4

0.5

0.6

y = 22.883x + 91.432 R² = 0.7205

102 100 98 96 94 92 90 88 86 0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

 

2)  ¿Cuál es el comportamiento de la conductividad respecto a la concentración? Establezca los modelos matemáticos que corresponden a cada soluto, a partir de la gráfica que trazó en el punto anterior. R. El comportamiento de la conductividad respecto a la

concentración es directamente proporcional en la mayoría de cada soluto empleado, a excepción de d e la sacarosa  CONDUCTIVIDAD [ S] Modelo matemático de

     586.1       = 57694[1]ó[] + 586.1 Por lo tanto, es un electrolito fuerte.

Modelo matemático de

  

  196.71       = 1579.6[1]ó[] + 196.71 Por lo tanto, es un electrolito débil. Modelo matemático de

 

640.36     = 89196[1]ó[] + 640.36 Por lo tanto, es un electrolito fuerte. Modelo matemático de

  

  158996[1]ó[] + 1470.5       = 158996 Por lo tanto, es un electrolito fuerte.

Modelo matemático de

( )   

   133159[1]ó[] + 266 26677        = 133159 Por lo tanto, es un electrolito fuerte. Modelo matemático de

 

105904[1]ó    = 105904  [] + 688.24   Por lo tanto, es un electrolito fuerte.

Modelo matemático de

( )  

  105867[1]ó[] + 2499.2       = 105867 Por lo tanto, es un electrolito fuerte.

Modelo matemático de

  

 

    91.4322        = 22.883[1]ó[] + 91.43 Por ende, no es un electrolito.

 

 

3)  Con base en lo anterior ¿Cuál disolución es la mejor conductora para una mismaconcentración? mismaconcentración? Sacando el promedio de cada disolución pudimos llegar a que qu e la disolución madre [0.5 M] es por mucho la mejor conductora, teniendo al Cloruro de Calcio (CaCl2) con 80 900

 [] 

4)  A partir del resultado del punto anterior, infiera cuál es un electrolito fuerte, débil o noelectrolito. ELECTROLITO FUERTE: 1.    2.  

   3.    4. ( )   5. ( )    6.   DEBIL: ELECTROLITO   NO ELECTROLITO:    

  

5)  Infiera con base en el modelo matemático obtenido para el soluto asignado por el profesor. NaCl a.  Si se toman 10 [ml] de la disolución madre y se lleva a un volumen de 200 [ml] i.  ¿Cuál será la conductividad de la disolución preparada? 29.25 (g) de NaCl en 1 (L) de disolución (Mmadre)= 0.5 (M) Disolución madre en 200 (ml) de disolución d isolución 200 (ml)/ 10 (ml)= 20 veces; M= 0.5 (M)/ 20= 0.025(M) M= 0.025 (M)/ 2600 (mS) R= 2600 mS 

ii.  ¿Cuántos gramos de soluto hay en la disolución preparada?

 

R=  29.25 (g) de NaCl NO ES CORRECTO  R= CORRECTO  b.  ¿Qué cantidad de soluto se debe de emplear para preparar 100 [ml] de una disolución de NaCl que presente una conductividad conductividad de 16500 [μS]? Use el simulador Making stock solutions from solids para preparar dicha disolución 95 (g) de NaCl en 1 (L) de disolución (Mmadre)= 1.623931 (M) Disolución Madre en 100 (ml) de disolución; 100 (ml)/10 (ml)= 10 veces; M= 1.623931 (M)/10= 0.1623931 (M) M=0.1623931 M=0.162393 1 (M)/ 16500 (μS)  R=  95 (g) NO ES CORRECTO  R= CORRECTO  6.CONCLUSIONES Cumplimos con los objetivos. Logramos medir la conductividad de las disoluciones preparadas. Clasificar los solutos como electrólitos fuertes, débiles o no electrólitos electrólitos.. Comprender la relación que hay entre la concentración de un electrólito y su conductividad. Realizar los modelos matemáticos respecto a la concentración.

7. BIBLIOGRAFÍA Brown, T. L., Le May, H. E., & Burnsten, B. E. (2014). ( 2014). Química: la ciencia central. Chang, R., & Goldsby, K. A. (2013). Química. Mortimer, C. E. (1983). Química. 8. REFERENCIAS ELECTRÓNICAS Bertrand, G. L. (2003). ( 2003). Conductivity of ionic solutions [Simulador]. Recuperado de https://web.mst.edu/~gbert/conductivity/cond.html Chemistry Collective, The.(2003, octubre 1). Making stock solutions from solids [Simulador]. Recuperado de  de http://chemcollective.org/activi http://chemcollective.org/activities/vlab/67 ties/vlab/67