ESCUELA POLITECNICA DEL EJÉRCITO

INSTITUTO DE CIENCIAS BÁSICAS

Informe de Química #4

TITULO DE LA PRÁCTICA:

Soluciones

• Cloruro de hidrogeno

Obtención.- El cloruro de hidrógeno puede preparase de diversos modos. Los dos métodos más importantes y más usados son los siguientes:

Cada vez es mayor la cantidad de ácido que se prepara combinando directamente el hidrógeno y el cloro obtenido como subproductos en la fabricación en la fabricación del hidróxido sódico por electrolisis de una disolución de cloruro sódico. El cloro se quema en un exceso de hidrógeno o de gas natural en mecheros especiales.

El método usualmente empleado en el laboratorio para preparar cloruro de hidrógeno se basa en la mencionada relación:

Se hace caer el ácido lentamente, gota a gota, sobre la sal, de un embudo de llave, mientras el matras se calienta poco a poco. El cloruro de hidrógeno se desprende y puede recogerse por desplazamiento ascendente del aire, o puede disolverse en agua. Como el cloruro de hidrógeno es insoluble en ácido sulfúrico concentrado y se separa de la mezcla reaccionante, la reacción no puede invertirse, y se hace prácticamente completa. Pero si se disuelve el gas en una disolución saturada de bisulfato sódico, se obtiene un precipitado de ClNa, pues la sal común es muy poco soluble en ácido clorhídrico concentrado.

El cloruro de hidrógeno se fabrica industrialmente tratando cloruro sódico con ácido sulfúrico concentrado en grandes retortas de hierro colado. La reacción transcurre en dos etapas, la primera se desarrolla a temperatura relativamente baja, y produce HCl y (bifosfato sódico) Una vez terminada la primera fase, la mezcla de y ClNa se lleva a otra retorta, donde se calientan al rojo produciendo la segunda reacción:

Así se obtiene más cloruro de hidrógeno, y queda como residuo sulfato sódico. El gas desprendido se disuelve en agua en una batería de receptores para preparar ácido clorhídrico comercial, con una densidad de 1.196g por centímetro cúbico y 38.9% del compuesto.

Propiedades Físicas del cloruro de hidrógeno.- Cloruro de hidrógeno, gas incoloro, corrosivo e inflamable, de fórmula HCl, y con un olor característico penetrante y sofocante. Tiene un punto de fusión de -114,22 °C, un punto de ebullición de -85,05 °C y una densidad relativa de 1,268 (aire = 1,000. Se disuelve fácilmente en agua: 1 volumen de agua a 20 °C absorbe 442 volúmenes de cloruro de hidrógeno gaseoso a la presión atmosférica. La disolución resultante (ácido clorhídrico) contiene un 40,3% de ácido clorhídrico en masa y tiene una densidad relativa de 1,20. Esta disolución emite gran cantidad de vapores en aire húmedo, pero al diluirla deja de emitirlos. El cloruro de hidrógeno pierde parte de su solubilidad en agua al aumentar la temperatura de ésta, y es menos soluble en alcohol, éter y otros disolventes orgánicos.

Propiedades Químicas del cloruro de hidrógeno.- El HCl no conduce la corriente eléctrica. No reacciona con el cinc, pero basta añadir una pequeña cantidad de agua, desprendiéndose hidrógeno. Cuando se calienta cloruro de hidrógeno con los metales más activos, hay una ración produciéndose los cloruros de los metales e hidrógeno. Este método de prepara cloruros es el que se emplea cuando no pueden obtenerse anhídridos a partir de una disolución acuosa. Así, el cloruro ferroso anhídrido y el cloruro de aluminio, pueden obtenerse calentando el metal en una corriente de cloruro de hidrógeno.

El cloruro de hidrógeno se combina directamente con amoníaco para formar una nube blanca de cloruro de amonio:

La actividad del ácido clorhídrico en disolución se debe a la presencia del Ion hidróneo, el cual se forma cuando el cloruro de hidrógeno covalente reacciona con el agua.

El ácido clorhídrico reacciona enérgicamente con los metales activos para dar los cloruros respectivos e hidrógeno, y con óxidos e hidróxidos para formar los cloruros y agua.

• Indicadores

La determinación del pH de una disolución cualquiera es un problema que se plantea con gran frecuencia en los laboratorios y en la industria. Auque la determinación exacta del pH implica la medición de un potencial de un electrodo de hidrógeno, un método suficientemente aproximado se basa en el método de indicadores. Un indicador es una sustancia que cambia de color dentro de un pequeño intervalo de la concentración de iones hidrónimo o sea la concentración del pH y, en general, al pasar una disolución ácida a alcalina. Un indicador es una sustancia que puede existir en dos o más formas tautómeras teniendo estructuras distintas y colores diferentes. En una u otra de estas formas la molécula puede actuar como un ácido débil (o como una base débil) teniendo las dos formas ácido y base conjugadas y colores diferentes.

INTERVALOS DE pH Y CAMBIOS DE COLOR DE ALGUNOS INDICADORES

Los indicadores se emplean, en general, en disolución a 1 por mil en alcohol utilizándose en cada ensayo 2 a 3 gotas añadidas al líquido que se ensaya para determinar su pH. Previamente, mediante una disolución adecuada de varios indicadores puede conseguirse un cambio de color dentro de un intervalo de pH lo que permite hallar este valor con relativa exactitud.

MATERIALES: - Pipeta

- Pinza de Mohr

- Hidróxido de Sodio (NaOH 0.115 N)

- Matraz Erlenmeyer

- Bureta

- Balón Aforado

- Soporte universal

- Pinzas para bureta

- Indicador: fenolftaleina

- Ácido Clorhídrico (HCl 1 N)

Concentración de la solución inicial de HCl: 1 N

Concentración de la solución de HCl luego de mezclarla con e lagua destilada: 0.1 N

Concentración de la solución de NaOH: 0.115 N

Volumen que se necesita para la preparación de 250 ml 0.1 Normal

C1*V1=C2*V2

V2=0.1*250

V2=25 ml

Calculo de la normalidad:

Reacción de neutralización:

# Eq gr = # Eq gr

N (ácido) * V (ácido) = N (base) * V (base)

Para: 5 ml

Para: 10 ml

Error medio:

- La solución de HCl se ha neutralizado debido al NaOH que se le ha agregado, la prueba de esto es el cambio de coloración gracias a la fenolftaleina

- Se ha comprobado que la solución de HCl era 0.1 N debido a que la concentración del NaOH agregado era 0.115, casi tanto como la del ácido, por tanto la mezcla de estas dos soluciones quedó neutralizada, ya que eran volúmenes igualmente similares de ambas soluciones.

- Se ha comprobado que las ecuaciones usadas en clase, como la usada para calcular volúmenes en dilución, eran correctas y aplicables a la realidad.

• Enciclopedia Microsoft Encarta 2004