QUIMICA

LABORATORIO DE QUIMICA ANALITICA –INGENIERIA DE MINAS - UNAMBA

INTRODUCCIÓN
Por medio del presente trabajo se quiere dar a conocer detalladamente las pautas para
diferenciar cuando se forman o no las soluciones y además como hallar las
concentraciones de estas por medio de la práctica o la experimentación, para así poder
establecer una relación entre los principios teóricos y los hechos experimentales, lo cual
nos permitirá desarrollar habilidades y conocimientos en este campo y poder emplearlo en
la solución de problemas de nuestra vida diaria.
Una solución es una mezcla homogénea de dos o más componentes. Las disoluciones
pueden ser gaseosas, liquidas o aun sólidas. De particular interés son las disoluciones
liquidas en las cuales el disolvente (componente principal) es el agua. Tales disoluciones
se llaman
disoluciones acuosas. El otro componente
en menor proporción en la
disolución se llama soluto. Las propiedades químicas y físicas de una solución son una
combinación de las propiedades de los componentes y casi siempre es relativamente fácil.
La mayor parte de los procesos químicos que se realizan en un laboratorio, no se hacen
con sustancias puras, sino con disoluciones, y generalmente acuosas. Además, es en la
fase líquida y en la gaseosa, en las que las reacciones transcurren a más velocidad. Por lo
tanto, será muy importante saber preparar disoluciones, para después poder trabajar con
ellas.

MINAS-UNAMBA CAPACIDAD Y PERSEVERANCIA PARA EL DESARROLLO MINERO DE APURIMAC


I.

OBJETIVO
En esta experiencia se trata de hacer operativos y de afianzar los conceptos de
masa, volumen, densidad, concentración, mol, etc., de tal modo que se sea capaz
de:
 Estudia las formas correctas de expresar la concentración de soluciones o
disoluciones tales como molaridad, normalidad, molalidad, porcentaje en peso y
porcentaje en volumen.
 Aprender a preparar disoluciones de una concentración determinada a partir de
solutos sólidos y de otras disoluciones mas concentradas.
 Aprender las diversas formas de expresar concentración.
 Aprender a preparar soluciones, con diferentes formas de expresión tanto de sólidos
o líquidos.
 Que el estudiante aprenda a valorar soluciones de concentración desconocida con
otra solución de concentración conocida.
 Emplear adecuadamente instrumentos de medida de masas y de volumen.
 Utilizar otros instrumentos de laboratorio.
 Resolver problemas sencillos sobre la preparación de disoluciones.
 Elaborar un informe sobre la experiencia realizada.

II.

FUNDAMENTO TEORICO

Una disolución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias. Las disoluciones
simples generalmente están formadas por dos sustancias, el soluto solido que participa en
menor proporción y disolvente liquido puro. Las disoluciones liquidas en las que el
disolvente es agua, son muy comunes y se les denomina disoluciones acuosas.
La concentración es la proporción de una sustancia en una mezcla, por tanto es una
propiedad intensiva. La concentración de las disoluciones se expresa en términos de
cantidad de soluto en una masa o volumen dado de disolución o la cantidad de soluto
disuelta en una masa o volumen dado de disolvente.
LA COMPOSICIÓN DE LAS DISOLUCIONES
La concentración de una disolución
Las propiedades de una disolución dependen de la naturaleza de sus componentes
y también de la proporción en la que éstos participan en la formación de la disolución. La
curva de calentamiento de una disolución de sal común en agua, cambiará aunque sólo se
modifique en el experimento la cantidad de soluto añadido por litro de disolución. La
velocidad de una reacción química que tenga lugar entre sustancias en disolución, depende
de las cantidades relativas de sus componentes, es decir, de sus concentraciones. La
concentración de una disolución es la cantidad de soluto disuelta en una cantidad unidad
de disolvente o de disolución.


Tipos de concentración:
 Molaridad (M) o concentración molar: se define como el número de moles de soluto
por litro de disolución.

Molaridad = número de moles de soluto / número de litros de solución
 Normalidad (N): se define como el número de equivalentes gramo de soluto por litro
de disolución.

Normalidad = número de equivalentes de soluto / número de litros de solución
 Molalidad (m): se define como el número de moles de soluto por kilogramo de
disolvente.

Molalidad= número de moles de soluto / número de kilos de disolvente
 Partes por masa: por ciento en masa: se define como la masa de soluto por 100
unidades de masa de disolución. Algunas veces el por ciento en masa se escribe
como % (p/p), donde el p/p indica que el porcentaje es una relación de pesos (más
exactamente de masas).

Por ciento en masa = (masa de soluto / masa de disolución)*100%
 Partes por millón de masa (ppm) y partes por billón de masa (ppb): gramos de
soluto por millón o por billón de gramos de solución.

Cppm = (masa de soluto / masa de disolución)*106 ppm
Cppb = (masa de soluto / masa de disolución)*109ppb
 Partes por volumen: las partes de solución medidas por volumen también se
expresan como partes por cien (por ciento), por millón (ppmv) o por billón (ppbv).
El por ciento de volumen comúnmente se escribe % (v/v).

Por ciento de volumen = (volumen del soluto / volumen de disolución)*100%
 Fracción molar (x) se soluto: es la relación del número de moles de soluto al
número total de moles (soluto mas disolvente), esto es partes por mol. El por ciento
molar o por ciento mol es la fracción molar expresada como disolvente.


X = mol de soluto / moles totales
Por ciento mol (% mol) = fracción molar x 100%

CONCEPTOS FUNDAMENTALES
DISOLUCIÓN Y SOLUBILIDAD
EL FENÓMENO DE LA DISOLUCIÓN
Cuando un terrón de azúcar se introduce en un vaso lleno de agua, al cabo de un tiempo
parece, a primera vista, que se ha desvanecido sin dejar rastro de su presencia en el
líquido. Esta aparente desaparición parece indicar que el fenómeno de la disolución se
produce a nivel molecular.
La disolución de un sólido supone la ruptura de los enlaces de la red cristalina y la
consiguiente disgregación de sus componentes en el seno del líquido.
LA SOLUBILIDAD
Las sustancias no se disuelven en igual medida en un mismo disolvente. Con el fin de
poder comparar la capacidad que tiene un disolvente para disolver un producto dado, se
utiliza una magnitud que recibe el nombre de solubilidad. La capacidad de una determinada
cantidad de líquido para disolver una sustancia sólida no es ilimitada. Añadiendo soluto a
un volumen dado de disolvente se llega a un punto a partir del cual la disolución no admite
más soluto (un exceso de soluto se depositaría en el fondo del recipiente). Se dice
entonces que está saturada. Pues bien, la solubilidad de una sustancia respecto de un
disolvente determinado es la concentración que corresponde al estado de saturación a una
temperatura dada.
PROPIEDADES DE LAS DISOLUCIONES
La presencia de moléculas de soluto en el seno de un disolvente altera las propiedades de
éste. Así, el punto de fusión y el de ebullición del disolvente cambian; su densidad
aumenta, su comportamiento químico se modifica y, en ocasiones, también su color.
Algunas de estas propiedades de las disoluciones no dependen de la naturaleza del soluto,
sino únicamente de la concentración de la disolución, y reciben el nombre de propiedades
coligativas.

LAS DISOLUCIONES Y LOS CAMBIOS DE ESTADO



Entre las propiedades coligativas de las disoluciones se encuentra el aumento del punto de
ebullición y la disminución del punto de congelación con respecto a los valores propios del
disolvente puro. Este aumento del rango de temperaturas correspondiente al estado
líquido, fue descrito por el físico-químico francés François Marie Raoult(1830-1901), quien
estableció que las variaciones observadas en los puntos de ebullición y de congelación de
una disolución eran directamente proporcionales al cociente entre el número de moléculas
del soluto y el número de moléculas del disolvente, o lo que es lo mismo, a la concentración
molal.
La interpretación de esta ley en términos moleculares es la siguiente: la presencia de
moléculas de soluto no volátiles en el seno del disolvente dificulta el desplazamiento de las
moléculas de éste en su intento de alcanzar, primero, la superficie libre y, luego, el medio
gaseoso, lo que se traduce en un aumento del punto de ebullición. Análogamente, las
moléculas de soluto, por su diferente tamaño y naturaleza, constituyen un obstáculo para
que las fuerzas intermoleculares, a temperaturas suficientemente bajas, den lugar a la
ordenación del conjunto en una red cristalina, lo que lleva consigo una disminución del
punto de congelación.
Disoluciones. Las disoluciones son un caso particular de las mezclas y se originan cuando
una o más sustancias se dispersan en otra.
SOLUCIONES
En química, una solución o disolución (del latín disolutio) es una mezcla homogénea, a
nivel molecular de una o más especies químicas que no reaccionan entre sí; cuyos
componentes se encuentran en proporción que varía entre ciertos límites.
Un ejemplo común podría ser un sólido disuelto en un líquido, como la sal o el azúcar
disuelto en agua (o incluso el oro en mercurio, formando una amalgama)
Características De Las Soluciones
Son mezclas homogéneas
La cantidad de soluto y la cantidad de disolvente se encuentran en proporciones que varían
entre ciertos límites. Normalmente el disolvente se encuentra en mayor proporción que el
soluto, aunque no siempre es así. La proporción en que tengamos el soluto en el seno del
disolvente depende del tipo de interacción que se produzca entre ellos. Esta interacción
está relacionada con la solubilidad del soluto en el disolvente. Una disolución que contenga
poca cantidad es una disolución diluida. A medida que aumente la proporción de soluto
tendremos disoluciones más concentradas, hasta que el disolvente no admite más soluto,
entonces la disolución es saturada. Por encima de la saturación tenemos las disoluciones
sobresaturadas. Por ejemplo, 100g de agua a 0ºC son capaces de disolver hasta 37,5g de
CLASIFICACIÓN DE LAS SOLUCIONES


POR SU ESTADO DE
AGREGACIÓN

POR SU CONCENTRACIÓN

Sólido en sólido:
aleaciones como
zinc en estaño
(latón);
gas en sólido:
sólidas
hidrógeno
en
paladio;
líquido en sólido:
mercurio en plata
(amalgama).

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. Ej.: a 0ºC 100g de agua disuelven 37,5 NaCl,
es decir, a la temperatura dada, una disolución que contengan
20g NaCl en 100g de agua, es no saturada.

líquido
en
líquido: alcohol en
agua;
sólido en líquido:
líquidas
sal
en
agua
(salmuera);
gas en líquido:
oxígeno en agua

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. Ej.: una disolución acuosa saturada de NaCl es
aquella que contiene 37,5g disueltos en 100g de agua 0ºC.

gas
en
gas:
oxígeno
en
nitrógeno;
gas en líquido:
gaseosas,
gaseosas cervezas;
gas en sólido:
hidrógeno
absorbido sobre
superficies de Ni,
Pd, Pt, etc.

Sobre saturada: representa un tipo de disolución inestable,
ya que presenta disuelto más soluto que el permitido para la
temperatura dada. Para preparar este tipo de disolución se
agrega soluto en exceso, a elevada temperatura y luego se
enfría el sistema lentamente. Esta disolución es inestable, ya
que al añadir un cristal muy pequeño del soluto, el exceso
existente precipita; de igual manera sucede con un cambio
brusco de temperatura.

En función de la naturaleza de solutos y solventes, las leyes que rigen las disoluciones son
distintas.






Sólidos en sólidos: Leyes de las disoluciones sólidas.
Sólidos en líquidos: Leyes de la solubilidad.
Sólidos en gases: Movimientos brownianos y leyes de los coloides.
Líquidos en líquidos: Tensión interfacial.
Gases en líquidos: Ley de Henry.

Por la relación que existe entre el soluto y la disolución, algunos autores clasifican las
soluciones en diluidas y concentradas, las concentradas se subdividen en saturadas y
sobre saturadas. Las diluidas, se refieren a aquellas que poseen poca cantidad de soluto


en relación a la cantidad de disolución; y las concentradas cuando poseen gran cantidad de
soluto.

Para medidas más exactas de volúmenes se utilizan las probetas pipetas y buretas.



III.

EQUIPOS, MATERIALES Y REACTIVOS

Para la práctica o experimentación Sobre soluciones se utilizaron los siguientes elementos:
EQUIPOS:
 Balanza analítica

MATERIALES:
 Luna de reloj

 Vaso precipitado



 Fiola

 Papel

REACTIVOS:
 Hidróxido de sodio (NaOH)

 Cloruro de sodio (NaCl)



 Sulfato de cobre (CuSO4.5H2O)

IV.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Experimento N° 1: preparación de 100 ml de una disolución 0.5M de hidróxido de
sodio, NaOH.
1. Realice los cálculos para encontrar la masa de NaOH (solido) necesaria para la
preparación de 100 ml de una disolución 0.5M de NaOH.
2. Pese la masa calculada de (NaOH), sobre una luna de reloj previamente tarada.
Nunca pese el NaOH en papel y no olvide de utilizar capsula.
3. Trasvase el NaOH pesado a un vaso de precipitado de 100 ml, añada 50 ml de agua
destilada y disuelva el soluto con ayuda de una baqueta.
4. Trasvase esta disolución a una fiola de 100 ml y enrase, esto significa complete el
volumen de la fiola con agua destilada hasta el aforo. El enrase se considera bien
realizado cuando el menisco que forma el líquido queda tangente, por encima de la
marca de enrase. Es conveniente que las últimas porciones, se añadan gota a gota
para evitar añadir un exceso de agua.
5. Sujete la tapa de la fiola y agítela con cuidado.
6. Transfiera la solución a un frasco de plástico con etiqueta que indique la solución y
su concentración.

Experimento N° 2: preparación de 100 ml de una disolución de NaCl al 10% en masa.
1. Calcule la masa de NaCl necesaria para preparar esta disolución, densidad de la
disolución al 10% en NaCl es igual a 1.05675g/cm3.
2. Pese el NaCl en un papel platina o en papel satinado.
3. Transfiera el NaCl a un vaso y disuelva en aproximadamente 25 ml de agua
destilada.
4. Pase la solución a una fiola de 100 ml, transfiriendo también el agua de enjuague del
vaso.


5. Enrase la fiola, agite y trasfiera a un frasco etiquetado.

Experimento N° 3: preparación de 250 ml de una disolución de 4000 ppm de
CuSO4.5H2O
1. Determine la masa de CuSO4.5H2O necesaria para la preparación de una disolución
de 4000 ppm de CuSO4.
2. Siga los pasos del experimento 2.

V.

CONCLUSIÓN

En síntesis podemos decir que las Soluciones son de suma importancia ya que se forman y
las formamos a diario en nuestra vida y son la base de la realización de algunas de
nuestras actividades como por ejemplo la alimentación, ya que aquí se tiene muy en cuenta
la concentración y de que están formados algunas bebidas o alimentos que se nos venden
o nosotros mismos preparamos
Como fue de esperar pudimos comprobar que toda la teoría que sabíamos y estudiamos,
se cumple en la vida, ya que todas las soluciones tienen diversas características o
propiedades como dicen los libros y las personas que conocen el tema, lo cual nos ha
permitido reconocer y diferenciar bien cuando se forma o no una solución.

En este trabajo se han visto varios aspectos del tema de las disoluciones, el cual es un
tema muy extenso y muy importante para la vida de todos los seres humanos en este
planeta. Este tema es muy importante porque sin los conocimientos que se tienen acerca
de las disoluciones, no se podría hacer más cosas con la materia prima, o con otros
materiales, no se podría hacer materiales indispensables para nuestras vidas como el
plástico, que existen muchos tipos de este material que se usa prácticamente para todo,
bueno y así como este material existen muchos otros.
Además en este trabajo se ha tratado de poner información resumida, útil y concreta, lo
cual es en factor muy importante porque si algún lector que no tenga muchos
conocimientos del tema no se confunda tanto con definiciones y palabras que le puedan
resultar extrañas. Además resulta mucho más cómodo leer un trabajo con información bien
resumida y concreta, que cualquier otro trabajo que tenga mucha información que no sea
necesaria, esto muchas veces resulta ser incómodo.



He disfrutado haciendo este trabajo, y he podido comprender mejor el tema de disoluciones
que es muy importante en química

OBSERVACIONES

VI.

 Hay reactivos, como el ácido sulfúrico, el clorhídrico y el nítrico, que no se
obtienen con una pureza del 100%, sino con purezas inferiores. En realidad, se
trata de disoluciones acuosas muy concentradas.
 También podemos querer preparar una disolución pero partiendo no del reactivo
comercial, sino de otra disolución más concentrada que tengamos en el
laboratorio.

VII. RECOMENDACIÓN
 Los estudiantes antes de realizar cualquier trabajo del tema de disoluciones liquidas

deberán tener un conocimiento teórico del tema, para así evitar errores o causarse
daño.
 Cualquier duda que tenga el estudiante debe consultar al docente encargado de la
práctica.
 Todo el experimento se debe hacer con seriedad y responsabilidad para luego no tener
problemas.

VIII. BIBLIOGRAFÍA
Para la creación de este trabajo se tuvo como base la teoría encontrada en los siguientes
libros y sitios web:






www.wikipedia.com (Enciclopedia Libre)
www.monografias.com
Enciclopedia Microsoft Encarta 2005
Diccionario enciclopédico Castells.
Algunos documentos encontrados en Internet con ayuda del buscador
www.google.com



IX.

CUESTIONARIO

1. Explique algunas otras formas de expresar la concentración de soluciones
que no haya sido tratada en los fundamentos teóricos.

Formas de expresar la concentración
Existen diferentes formas de expresar la concentración de una disolución. Las que
se emplean con mayor frecuencia suponen el comparar la cantidad de soluto con la
cantidad total de disolución, ya sea en términos de masas, ya sea en términos de
masa a volumen o incluso de volumen a volumen, si todos los componentes son
líquidos. En este grupo se incluyen las siguientes:
Molaridad.Es la forma más frecuente de expresar la concentración de las
disoluciones en química. Indica el número de moles de soluto disueltos por cada litro
de disolución; se representa por la letra M. Una disolución 1 M contendrá un mol de
soluto por litro, una 0,5 M contendrá medio mol de soluto por litro, etc. El cálculo de
la molaridad se efectúa determinando primero el número de moles y dividiendo por
el volumen total en litros:

La preparación de disoluciones con una concentración definida de antemano puede
hacerse con la ayuda de recipientes que posean una capacidad conocida. Así,
empleando un matraz aforado de 0,250 litros, la preparación de una disolución 1 M
supondrá pesar 0,25 moles de soluto, echar en el matraz la muestra pesada, añadir
parte del disolvente y agitar para conseguir disolver completamente el soluto; a
continuación se añadirá el disolvente necesario hasta enrasar el nivel de la
disolución con la señal del matraz.
Gramos por litro.Indica la masa en gramos disuelta en cada litro de disolución.
Tiene la ventaja de ser una concentración expresada en unidades directamente
medibles para el tipo de disoluciones más frecuentes en química (las de sólidos en
líquidos). La balanza expresa la medida de la masa de soluto en gramos y los
recipientes de uso habitual en química indican el volumen de líquido contenido en
litros o en sus submúltiplos. Su cálculo es, pues, inmediato:

Tanto por ciento en peso. Expresa la masa en gramos de soluto disuelta por cada
cien gramos de disolución. Su cálculo requiere considerar separadamente la masa
del soluto y la del disolvente:


Siendo la masa de la disolución la suma de la del soluto y la del disolvente.
Para el estudio de ciertos fenómenos físico-químicos resulta de interés expresar la
concentración en términos de proporción de cantidad de soluto a cantidad de
disolvente. Se emplea entonces la molaridad:
Molalidad.Indica el número de moles de soluto disuelto en cada kilogramo de
disolvente:

Como en el caso de la molaridad, la concentración molal de una disolución puede
expresarse en la forma 2 m (dos molal) o 0,1 m (0,1 molal.

Formalidad:
La formalidad (F) es el número de peso-fórmula-gramo por litro de solución.

El número de peso-fórmula-gramo tiene unidad de g / PFG.

Concentración en masa (% m/V)
Se pueden usar también las mismas unidades que para medir la densidad aunque no
conviene combinar ambos conceptos. La densidad de la mezcla es la masa de la disolución
dividida por el volumen de ésta, mientras que la concentración en dichas unidades es la
masa de soluto dividida por el volumen de la disolución por 100. Se suelen usar gramos por
mililitro (g/mL) y a veces se expresa como «% m/V».

Normalidad


El número de equivalentes se calcula dividiendo la masa total por la masa de un
equivalente: n = m / meq, o bien como el producto de la masa total y la cantidad de
equivalentes por mol, dividido por la masa molar:

.

Concentraciones pequeñas
Para expresar concentraciones muy pequeñas, trazas de una sustancia muy diluida en
otra, es común emplear las relaciones partes por millón (ppm), partes por "billón" (ppb)
y partes por "trillón" (ppt). El millón equivale a 106, el billón estadounidense, o millardo, a
109 y el trillón estadounidense a 1012.
Es de uso relativamente frecuente en la medición de la composición de la atmósfera
terrestre. Así el aumento de dióxido de carbono en el aire debido al calentamiento global se
suele dar en dichas unidades.
Las unidades que se usan con más frecuencia son las siguientes:
ppmm = μg × g–1

ppbm = ng × g–1

pptm = pg × g–1

ppmv = μg × ml–1

ppbv = ng × ml–1

pptv = pg × ml–1

*Nota: Se pone una v o una m al final según se trate de partes en volumen o en
masa.
Sin embargo, a veces se emplean otras unidades.
Por ejemplo, 1 ppm de CO2 en aire podría ser, en algunos contextos, una molécula de CO 2
en un millón de moléculas de componentes del aire.
Otro ejemplo: hablando de trazas en disoluciones acuosas, 1 ppm corresponde a 1 mg
soluto/ kg disolución o, lo que es lo mismo, 1 mg soluto/ L disolución -ya que en estos
casos, el volumen del soluto es despreciable, y la densidad del agua es 1 kg/L.
También se habla a veces de relaciones más pequeñas, por ejemplo "cuatrillón". Sin
embargo son concentraciones excesivamente pequeñas y no se suelen emplear.
La IUPAC desaconseja el uso de estas relaciones (especialmente en el caso de masa entre
volumen) y recomienda usar las unidades correspondientes.
Es particularmente delicado el uso de ppb y ppt, dado el distinto significado de billón y
trillón en los entornos estadounidense y europeo.


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