Preparación de disoluciones

Introducción a la Experimentación Química y a las Técnicas Instrumentales. Laboratorio. Material volumétrico. Concentraciones. Molaridad. Pipetas

  • Enviado por: Anel C. García
  • Idioma: castellano
  • País: México México
  • 5 páginas
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PREPARACIÓN DE DISOLUCIONES

Para preparar una disolución se puede partir de:

  • Un soluto puro.

  • Un soluto impuro.

  • Una sal hidratada.

  • De otra disolución ( cuando se parte de una disolución, ésta debe tener una concentración mayor que la disolución que se desea preparar y el proceso se denomina dilución).

  • En los casos a, b,c; utilizando la balanza se mide las cantidad de soluto. En un matraz aforado (recipiente que se utiliza para preparar volúmenes exacto de disoluciones) de 250 cm3 previamente lavado, el cual contiene una pequeña porción de agua, se agrega el soluto, poco a poco, agitando y agregando agua destilada hasta total disolución.

    Luego de agregar todo el soluto se completa con agua destilada hasta la línea de aforo. La disolución preparada tendrá el volumen y la concentración deseada.

    En el caso "c", lo único que cambia del proceso descrito, es que de la disolución madre (disolución de donde se parte para preparar la disolución diluida) , se mide el volumen calculado utilizando una probeta o una pipeta según la cantidad a medir (recipientes calibrados que permiten medir volúmenes exacto del líquido).

    Las disoluciones se clasifican según su cantidad de soluto y disolvente:

    • Diluidas, tienen pequeñas cantidades de soluto. 

    • Concentradas, por el contrario, tienen grandes cantidades de soluto.

    • Saturadas, son aquellas que ya no pueden disolver más soluto.

    • Sobresaturadas contienen más soluto que las saturadas como resultado de aumentar la solubilidad por la temperatura.

    MANEJO DEL MATERIAL VOLUMÉTRICO

    Se considera material volumétrico, todo aparato usado para la medición de volúmenes. Los instrumentos calibrados, tales como las pipetas y las buretas, exigen cuidados especiales y una limpieza adecuada. La medición correcta de un volumen solamente es posible cuando las superficies de las paredes interiores están libres de grasa, de tal manera que se forme siempre una película continua del líquido y no exista un mojado irregular. Si los jabones o detergentes no desprenden bien la grasa adherida, se procede a emplear una preparación especial de ácido crómico llamada "mezcla crómica". Esta solución se prepara disolviendo 3 g de dicromato de potasio en 100 mL de ácido sulfúrico concentrado. Esta solución ha sido sustituida por una preparación comercial de un detergente no iónico exento de fosfatos.

    La calibración del material volumétrico tiene dos objetivos primordiales:

    a) Establecer un trazo para su capacidad nominal a la temperatura de trabajo.

    b) Determinar la capacidad del material hasta su trazo.

    Todo el material volumétrico está calibrado a una temperatura especificada de 20 °C y para utilizarse de una forma determinada. Debido a la modificación del volumen de los líquidos y del vidrio con los cambios de temperatura se deben volver a calibrar los materiales volumétricos cuando vaya a utilizarse a temperaturas muy diferentes de aquella para la que fueron calibrados.

    La calibración hecha por el fabricante no debe tomarse como infalible, sino que debe ensayarse para tener la seguridad de que la graduación esta dentro de las tolerancias exigidas para el trabajo a realizar. Aunque los fabricantes pongan cuidado en la calibración ésta implica un elemento humano y pueden cometerse errores.

    2.1 Las Buretas y como utilizarlas:

    Las buretas son tubos largos cilíndricos de calibre uniforme en la porción graduada "se emplean para vertir volúmenes distintos de líquidos". Se calibran para descargar volúmenes variables de líquidos. La mayoría de las buretas están equipadas con llaves de vidrio lubricadas con grasas de hidrocarburos , o con llaves plásticas de Teflón, que no requieren lubricación. Estas últimas llaves pueden usarse para disolventes no acuosos y no se pegan después de un contacto prolongado con soluciones básicas.

    2.2. Uso de la Bureta:

    Se recomienda mantener limpia y vacía la bureta y colocarla en posición vertical, para usarla se debe siempre enjuagar varias veces con aproximadamente 10 mL de la solución que se vaya a emplear, de modo que moje toda la superficie interna.

    Se llena un poco más arriba que el comienzo de la graduación, para esto es recomendable llenarla usando un embudo de vástago corto el cual se retira inmediatamente después de haber cargado la bureta, se descarga de modo que el menisco coincida con el comienzo de la graduación y el pico de la bureta quede completamente lleno. Como regla general se recomienda comenzar cada vez que se use la bureta desde la marca de cero.

    2.3. Pipetas y formas de usarlas.

    Los dos tipos de pipetas comunes son la graduada y la volumétrica o de transferencia. La pipeta graduada se calibra de forma similar a la de una bureta, pero no se descarga un volumen de un líquido con tanta exactitud y reproducibilidad como con la bureta o la pipeta volumétrica. La pipeta volumétrica deberá usarse para tomar alícuotas de soluciones estándar y nunca la pipeta graduada.

    2.4 Uso de la pipeta.

    Use perilla de succión de hule para llenar la pipeta. Es preferible no succionar con la boca, sino emplear una perilla de succión, especialmente en el caso de ácido concentrado, soluciones de arsénico y soluciones de amoníaco.

    2.4.1 Enjuague de la pipeta.

    Enjuagar la pipeta con agua destilada antes de usarla. A continuación enjuagar con la solución que va a usar, para evitar que se diluya con el agua que se adhiere al interior de la pipeta. Vaciar una pequeña cantidad de la solución que se va a pipetear a un vaso de precipitados, y usarla solamente para enjuagar la pipeta. Nunca insertar una pipeta no enjuagada en el recipiente que contenga la solución de trabajo. (Si se va a pipetear una solución alcalina, es preferible tomar también las alícuotas de un vaso de precipitado que contenga la solución). Enjuagar la pipeta no llenándola totalmente, sino aproximadamente a la quinta parte del volumen total e inclinándola en posición horizontal 2 o 3 veces. Limpiarla por encima del aforo inclinándola ligeramente, Enjuagar cuando menos dos veces en esta forma con la solución que se va a pipetear. A continuación la pipeta deberá vaciarse con uniformidad, o de lo contrario será necesario limpiarla o enjuagarla nuevamente.

    2.4.2 Llenado.

    Llenar la pipeta aproximadamente una pulgada por arriba de la línea de aforo. Después colocar la punta de la pipeta contra la pared interna del recipiente y hacer girar la pipeta, permitiendo que la solución caiga hasta que la parte inferior del menisco toque apenas la línea de aforo, observando a la altura de los ojos. No debe haber burbujas de aire en la pipeta.

    2.4.3. Transporte.

    La pipeta puede transportarse en forma cómoda inclinándola levemente, de modo que la solución fluya de la punta hacia el otro extremo.

    2.4.4. Vaciado.

    Con un papel secante se limpia el exterior de la pipeta para quitar rastros de líquido. Se coloca la punta contra la parte interna del recipiente al que se va transferir la solución y se descarga. Se mantiene la punta contra la pared del recipiente 20 seg. después de haberse vaciado la pipeta, para que el vaciado sea total. Se quita la pipeta con movimiento giratorio para retirar así las gotas de la punta. La pequeña cantidad de líquido que queda dentro de la punta NO SE SOPLA, aunque en apariencia aumente de volumen al transcurrir el tiempo. La pipeta ha sido calibrada teniendo en cuenta este volumen de solución residual.

    2.4.5. Almacenamiento:

    No deberá dejarse la pipeta volumétrica sin enjuagarla con agua destilada después de usarla, especialmente cuando se usa con soluciones alcalinas. Es conveniente enjuagarla con agua destilada y tapar ambos extremos con bulbos de hule, tomados de goteros. Si esto no es posible, la pipeta deberá enjuagarse totalmente y guardarse en alguna parte donde no se rompa con facilidad.

    ¿COMO SE INTERPRETA UNA CONCENTRACIÓN EN %?

    La concentración de una disolución hace referencia a las siguientes variables: masa, volumen y número de partículas de soluto presentes en una determinada cantidad de disolvente. Así se habla de porcentaje en masa, porcentaje en volumen y concentración molar o molaridad, respectivamente.

    Porcentaje en masa

    Se refiere al cociente de la masa del soluto dividida entre la masa de la disolución y multiplicado por cien.

    Porcentaje en volumen

    Se obtiene como el volumen del soluto dividido entre el de la disolución multiplicado por cien. Porcentaje en volumen = Volumen de soluto/Volumen de disolución x 100

    ¿CUÁLES SON LAS MODALIDADES EN LAS CUÁLES SE PUEDEN EXPRESAR?

    Existen diferentes formas dé 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:

    Preparación de disoluciones

    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:

    Preparación de disoluciones

    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:

    Preparación de disoluciones

    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:

    Preparación de disoluciones

    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), por ejemplo.

    ¿QUÉ ES LA MOLARIDAD?


    La molaridad se define como la cantidad de sustancia de soluto, expresada en moles, contenida en un cierto volumen de disolución, expresado en litros, es decir: M = n/V. El número de moles de soluto equivale al cociente entre la masa de soluto y la masa de un mol (masa molar) de soluto. Por ejemplo, para conocer la molaridad de una disolución que se ha preparado disolviendo 70 g de cloruro de sodio (NaCl) hasta obtener 2 litros de disolución, hay que calcular el número de moles de NaCl; como la masa molar del cloruro de sodio es la suma de las masas atómicas de sus elementos, es decir, 23 + 35,5 = 58,5 g/mol, el número de moles será 70/58,5 = 1,2 y, por tanto, M = 1,2/2= 0,6 M (0,6 molar).