Estequiometría de soluciones: Análisis Volumétricos
El trabajo de laboratorio difícilmente se lleva a cabo mezclando tantos gramos de una sustancia con otros tantos de X compuesto directamente, lo que sí es habitual es mezclar volúmenes de soluciones de las diferentes sustancias en atención a la reacción que se desea observar. Por esta razón el estudio del cálculo estequiométrico se hará considerando ese contexto.
En soluciones, el cálculo estequiométrico ofrece la ventaja de determinar la concentración de algún reactivo mediante el conocimiento del volumen y concentración del otro a través de un procedimiento muy útil llamado Titulación.
Los Análisis Volumétricos son estudios químicos analíticos aplicados a una Muestra de Solución cuya Concentración es desconocida, para determinar su Concentración, a través de otra Solución d Concentración conocida.
Existen diferentes tipos de Métodos Volumétricos.... (INVESTIGARLOS y colocarlos como complemento de la clase, en el cuaderno)
Titulación
Titulación: Es un procedimiento utilizado para la determinación de la concentración de una sustancia mediante la adición controlada de reactivo para producir un cambio de color, reducción, oxidación o formación de complejos. Este cambio observado en las titulaciones se detecta a través del uso de una tercera sustancia que no participa en la reacción sino que como consecuencia de ésta experimenta un cambio e indica que el proceso ocurrió de allí que su nombre sea Indicador.
Punto de equivalencia: Es el momento de la titulación en el que los equivalentes del titulante se igualan con los equivalentes de la sustancia titulando. Vale la pena señalar que esto ocurre a nivel molecular y que por lo tanto no es apreciable de modo exacto por nuestros sentidos.
Sustancia titulada: Es la sustancia problema la cual se desea analizar.
Por equivalente se conoce al número de unidades de reacción que aporta una sustancia en el proceso y depende del tipo de reacción, es decir, si es del tipo ácido-base, o del tipo rédox u otra.
Si se trata de una reacción ácido-base las unidades de reacción son el H+ y el OH- responsables del carácter de acidez y basicidad respectivamente. En el caso de las reacciones rédox las unidades de reacción son los electrones cedidos por el reductor o los captados por el oxidante.
Punto final: Es el punto en el cual el experimentador detecta el final de la reacción atendiendo al cambio del indicador bien sea por los sentidos o por otro medio indirecto.
Como consecuencia de la imposibilidad del observador para detectar con verdadera exactitud el punto máximo de reacción entre equivalentes, se origina una diferencia de medida entre el punto final y el punto de equivalencia, a esta diferencia se le conoce como error de titulación.
Esta breve información que les coloco aquí es para orientarlos un poco, pero Ustedes van a Investigar El Proceso de TITULACIÓN con la ayuda de su Texto y copiarlo en su cuaderno, (como si yo lo estuviera dando en clases...)
Ustedes saben como son nuestras clases....ok!?
La investigación del Proceso de Titulación la evaluaré en el Tríptico de TITULACIÓN que me enviarán el Viernes 03/04/20;
por supuesto, que la investigación debe ir acompañada con las Ilustraciones correspondientes al Proceso de Titulación, señalando Todos los componentes del Sistema empleado en el Laboratorio.
Es muy sencillo, puesto que se trata de un Procedimiento de Laboratorio, utilizando Equipos y Sustancias, conocidas por ustedes; el cual se utiliza para Titular, es decir, para determinar la Concentración de una Solución desconocida, o titulada, a partir de una Solución titulante o de Concentración conocida.
Esto lo pueden conseguir en las pags. 60 y 61 de su libro de teoría de 4to año, o cualquier otro libro que les hable de la Titulación Ácido-Base
Resolución de Ejercicios o Problemas
Para la Resolución de Ejercicios o Problemas de Titulación, se hacen de la misma manera que con los Problemas de Neutralizalización, puesto que la Titulación Acido-Base es una Reacción de Neutralización.
Ejercicio de Titulación Resuelto - 1:
1- En un Proceso de Titulación se emplearon 50 ml de una Solución 0,5 Normal de NaOH para neutralizar 75 ml de una Solución de Acido acético de Normalidad desconocida. ¿Cual será la Normalidad de la solución analizada?. Dibuje también el Proceso de Titulación, señalando todos los Equipos y sustancias utilizadas.
DATOS SOLUCIÓN
Volumen de la Base: VB = 50 ml Utilizamos la Ecuación de Neutralización:
Normalidad de la Base: NB = 0,5 N NA * VA =
NB * VB
Volumen del ácido: VA = 75 ml
Normalidad del acido NA = (desconocida) = ? Despejamos La Normalidad (desconocida) del Acido
NA = NB * VB / VA
Sustituimos los Datos
NA = ( 0,5 N * 50 ml ) / 75 ml
NA = 0,33 N
Respuesta: La Normalidad del Ácido Acético es 0,33 Normal
Ejercicios Planteados de Titulación:
En un Proceso de Titulación Se requieren 45,7 ml de H2S04 0,500 N para reaccionar totalmente con una muestra de 20 ml de solución de NaOH, Según la reaccion:
H2SO4 (ac) + NaOH(ac) = Na2SO4 (ac) + H20
Balancee la Ecuación y Calcule la concentración de la solución de NaOH
(Resolver en el cuaderno junto con la clase y también lo envían entre los ejercicios propuestos)
Ejercicios de Neutralización
Ejercicio Resuelto - 1 de Neutralización:
¿Qué Volumen de NH4OH o,5 N se necesita para neutralizar 100 ml de Solución 0,1 N de HCl.?
DATOS SOLUCIÓN
Volumen de la Base: VB = ? Utilizamos la Ecuación de Neutralización:
Normalidad de la Base: NB = 0,5 N NA * VA = NB * VB
Volumen del ácido: VA = 100 ml
Normalidad del acido NA = 0,1 N Despejamos El Volumen (desconocido) de la Base
VB = NA * VA / NB
Sustituimos los Datos
VB = ( 100 ml * 0,1 N ) / 0,5 N
VB = 20 ml
Respuesta: El Volumen de NH4OH necesario para neutralizar los 100 ml de HCl 0,1 N, es 20 ml
Ejercicio Resuelto - 2 de Neutralización:
Para neutralizar 50 ml de una Solución de KOH se necesitan 20 ml de H2SO4 cuya densidad es de 1,34 gr/ml y 65% de concentración m/m. Calcular la Normalidad de la Base.
DATOS SOLUCION
Volumen de la Base: VB = 50 ml de KOH Utilizamos la Ecuación de Neutralización:
Volumen del ácido: VA = 20ml H2SO4 NA * VA = NB * VB
Densidad del ácido:DA = 1,34 gr/ml
[%m/m]A = 65% Despejamos La Normalidad (desconocida) de la Base
Normalidad de la Base: NB = ? NB = NA * VA / VB
Normalidad de la Base: NB = 0,5 N Tengo todos los Datos, menos NA
Volumen del ácido: VA = 75 ml
Normalidad del acido NA = (desconocida) = ? Debo Calcular NA con la Fórmula de Normalidad
NA = (Neq)A / Vsol Acida
Tenemos el Volumen de la Solución ácida, pero no tenemos el Número de Equivalentes de ácido:
(Neq)A = masa del acido / Peq acido
(Neq)A = masa del acido / Peq acido
Peq acido = Masa Molecular acid 0 / N° H+
Peq acido = 98 gr/mol / 2 eq/mol = 49 gr/Eq
Ahora, con el Volumen de la solución ácida y su Densidad, hallamos la masa de la Solución ácida:
D = m/ V ; Despejamos la masa m(sol acida) = V(sol acida) *D(sol acida)
Sustituímos los Datos: m(sol acida) = 20 ml * 1,34 gr/ml
m(sol acida) = 26,8 gr
Tengo la masa de la Solución, pero necesito la masa del Soluto, entonces, la podemos hallar por el %m/m, sabiendo que % m/m = 65%
%m/m = (m(sto) / m(sol) ) * 100% Si despejamos m(sto) se tiene:
m(sto) = ( %m/m / m(sol ) * 100%
m(sto) = ( 65 % * 26,8 gr ) * 100%
m(sto) = 17,42 gr de soluto al 65%
Ahora sí puedo hallar el Número de Equivalentes del ácido
(Neq)A = masa del acido / Peq acido
(Neq)A = 17,42 gr / 49 gr/eq
(Neq)A = 0,35 Equivalentes
Ahora sí podemos hallar la Normalidad del ácido:
NA = (Neq)A / Vsol Acida
m(sol acida) = 26,8 gr
Tengo la masa de la Solución, pero necesito la masa del Soluto, entonces, la podemos hallar por el %m/m, sabiendo que % m/m = 65%
%m/m = (m(sto) / m(sol) ) * 100% Si despejamos m(sto) se tiene:
m(sto) = ( %m/m / m(sol ) * 100%
m(sto) = ( 65 % * 26,8 gr ) * 100%
m(sto) = 17,42 gr de soluto al 65%
Ahora sí puedo hallar el Número de Equivalentes del ácido
(Neq)A = masa del acido / Peq acido
(Neq)A = 17,42 gr / 49 gr/eq
(Neq)A = 0,35 Equivalentes
NA = (Neq)A / Vsol Acida
NA = 0,35 Eq / 0,02 litros
NA = 17,77 Eq / l
Ahora sí podemos hallar finalmente la Normalidad de la Base:
NB = NA * VA / VB
NB = ( 17,77 Eq/l * 0.02 l ) / 0,05 l
NB = 7,11 Eq / l
Respuesta: La Normalidad de la Base utilizada es 7,11 Normal
INVESTIGUE Y ELABORE UN TRIPTICO INFORMATIVO E ILUSTRADO SOBRE LA TITULACIÓN ACIDO-BASE.
el cual tendrá un Valor del 5% y
ELABORE UN TRIPTICO INFORMATIVO E ILUSTRADO del PROCESO de DILUCION
(el cual también tendrá un Valor del 5%);
Adicionalmente,
Resolver los Ejercicios de Dilución propuestos la semana pasada y los de Titulación y Neutralización que propondremos hoy;
(los cuales tendrá un Valor del 5%) ,
AMBOS TRIPTICOS y los EJERCICIOS PLANTEADOS: debe ser entregado (via correo electónico) el dia Viernes 03/ 04/2020. Para un Total del 15%
el cual tendrá un Valor del 5% y
ELABORE UN TRIPTICO INFORMATIVO E ILUSTRADO del PROCESO de DILUCION
(el cual también tendrá un Valor del 5%);
Adicionalmente,
Resolver los Ejercicios de Dilución propuestos la semana pasada y los de Titulación y Neutralización que propondremos hoy;
(los cuales tendrá un Valor del 5%) ,
AMBOS TRIPTICOS y los EJERCICIOS PLANTEADOS: debe ser entregado (via correo electónico) el dia Viernes 03/ 04/2020. Para un Total del 15%
Ejercicios Planteados (5%)
1-. Calcule la molaridad de una solución de NaOH si se
requieren 48,0 ml para neutralizar 35,0 ml de H2S04 0,144 M.
2.- ¿Qué volumen de solución 0,115 M de HCl04 se requiere
para neutralizar 50,00 ml de NaOH 0,0875 M?
3-. ¿Qué volumen de HCl 0,128 M se requiere para neutralizar
2,87 g de Mg(OH)2?
4-. Si se requieren 45,3 ml de una solución 0,108 M de HCl
para neutralizar una solución de KOH ¿Cuántos g de KOH deben estar presentes en
la solución?
5-. ¿Cuántos ml de HCl 0,155 M se necesitan para neutralizar
totalmente 35,0 ml de una solución 0,101 M de Ba(0H)2 ?
6.- ¿Cuántos ml de H2SO4 2,50 M se requieren para
neutralizar 75,0 g de NaOH ?
7.- Si se requieren 37,5 ml de una solución 0,250 M de HCl
para neutralizar una solución de Ca(OH)2 ¿Cuántos g de Ca(OH)2 hay en una
solución ?
8.- ¿Cuántos gramos de Hidróxido de Potasio serán necesarios para neutralizar 80 ml de Solución de Acido clorhidrico 0,15 Normal.
9.- ¿Cuántos gramos de Ácido Sulfúrico al 80% m/m se necesitan para neutralizar 250 ml de una Solución de NaOH 0,3 Normal
10.- ¿Cuántos gramos de Ácido sulfúrico al 80 % m/m se necesitarán para neutralizar 250 ml de una Solución de NaOH 0,3 Normal
11.- Se toman 10 ml de una Solución "A" de HCl y se le agrega agua hasta lograr 100 ml. A ësta nueva soluci{on la llamaremos "B". En un Proceso de Titulación realizado en el Laboratorio, 10 ml de una solución de NaOH 0,1 Normal neutraliza a 7 ml de la Solución "B" del ácido. Calcule:
a) La Concentración del Acido "B" y
b) La Concentración del Acido "A"
10.- ¿Cuántos gramos de Ácido sulfúrico al 80 % m/m se necesitarán para neutralizar 250 ml de una Solución de NaOH 0,3 Normal
11.- Se toman 10 ml de una Solución "A" de HCl y se le agrega agua hasta lograr 100 ml. A ësta nueva soluci{on la llamaremos "B". En un Proceso de Titulación realizado en el Laboratorio, 10 ml de una solución de NaOH 0,1 Normal neutraliza a 7 ml de la Solución "B" del ácido. Calcule:
a) La Concentración del Acido "B" y
b) La Concentración del Acido "A"
EL EJERCICIO 11 ES UNA COMBINACIÓN DE DILUCIÓN Y TITULACIÓN
Para que pronto nos reencontremos....!!!