1. Reporte de Práctica Nº 10 Fecha: 05/Agosto/2009 Título de la práctica: Determinación del peso molecular de un ácido mediante el análisis volumétrico. (Titulación) Estudiante: Mario Enrique Aguaguiña Méndez. Grupo: A Paralelo: 05 Profesora: Ing. Qca. Ana Avilés Tutivén. Ms. C Objetivos de la práctica: Conocer el concepto de titulación. Conocer las propiedades de las bases y ácidos. Estudiar las características de una base: hidróxido de sodio; y de los ácidos orgánicos: ácido cítrico y ácido oxálico. Determinar el peso molecular del ácido cítrico y el ácido oxálico. Conocer el método de valoración volumétrica. Teoría: A continuación revisaremos algunos conceptos útiles para la realización de esta práctica y que nos ayudarán a comprender los objetivos de la misma. Titulación Ácido sulfúrico, de fórmula H2SO4, es un líquido corrosivo, de gran viscosidad, incoloro y con una densidad relativa de 1,85. Tiene un punto de fusión de 10,36 °C, un punto de ebullición de 340 °C y es soluble en agua en cualquier proporción. Al mezclar ácido sulfúrico con agua se libera una considerable cantidad de calor. A menos que la mezcla se agite bien, el agua añadida se puede calentar más allá de su punto de ebullición y la formación repentina de calor puede hacer saltar el ácido fuera del recipiente. El ácido concentrado destruye la piel y la carne, y puede causar ceguera si se introduce en los ojos. El mejor tratamiento en caso de accidente es eliminar el ácido con grandes cantidades de agua. A pesar del peligro potencial si se maneja sin cuidado, el ácido sulfúrico ha sido muy importante comercialmente durante muchos años. Los usos del ácido sulfúrico son tan variados que el volumen de su producción proporciona un índice aproximado de la actividad general industrial. Por ejemplo, a principios de la década de 1970, la producción anual de ácido sulfúrico en Estados Unidos, el mayor productor, sobrepasaba los 29 millones de toneladas, que corresponden a una producción diaria de 1/3 kg por persona al año. El ácido sulfúrico se utiliza principalmente para hacer fertilizantes, tanto superfosfato como sulfato de amonio. También se usa para fabricar productos orgánicos, pinturas y pigmentos, y rayón, así como para refinar petróleo y procesar metales. Uno de los pocos productos de consumo que contienen ácido sulfúrico como tal, es la batería de plomo, que se utiliza en los automóviles. Ácido cítrico Líquido incoloro y corrosivo cuya fórmula química es HNO3. Los alquimistas medievales lo conocían como aqua fortis (agua fuerte). El ácido nítrico se obtiene comercialmente por la acción del ácido sulfúrico sobre nitrato de sodio. También se puede preparar por oxidación catalítica del amoníaco. Es un ácido fuerte y un agente oxidante poderoso. El ácido nítrico concentrado de uso comercial contiene un 71% de HNO3 y el resto de agua. El ácido nítrico fumante, también empleado comercialmente, está compuesto de ácido nítrico y óxido de nitrógeno gas en solución. Presenta un color rojizo o pardo y es más activo que otras formas de ácido nítrico. Se emplean en síntesis químicas, en la nitración de materiales orgánicos para formar compuestos nitrogenados (compuestos que tienen un grupo NO2) y en la fabricación de tintes y explosivos. El ácido nítrico tiene un punto de fusión de -42 °C y un punto de ebullición de 83 °C. Las sales del ácido nítrico se denominan nitratos. El nitrato de potasio, o salitre, y el nitrato de sodio son los nitratos más importantes comercialmente. Casi todos los nitratos son solubles en agua. Una de las excepciones es el subnitrato de bismuto, BiONO3·H2O, utilizado en medicina para el tratamiento de trastornos intestinales. El amitol, un potente explosivo, es una mezcla de nitrato de amonio y trinitrotolueno (TNT). La reacción del ácido nítrico con compuestos orgánicos produce importantes nitratos, como la nitroglicerina y la nitrocelulosa. Los nitratos de calcio, sodio, potasio y amonio se emplean como fertilizantes que proporcionan nitrógeno para el crecimiento de las plantas. Ácido oxálico El ácido clorhídrico, hidroclórico o todavía ocasionalmente llamado, ácido muriático (por su extracción a partir de sal marina), es una disolución acuosa del gas cloruro de hidrógeno (HCl). Es muy corrosivo y ácido. Se emplea comúnmente como reactivo químico y se trata de un ácido fuerte que se disocia completamente en disolución acuosa. Una disolución concentrada de ácido clorhídrico tiene un pH de menos de 1; una disolución de HCl 1 M da un pH de 1 (Con 4 cm3 presentes en el agua es suficiente para matar al ser humano, en un litro de agua. Y al disminuir el ph provoca la muerte de toda la flora y fauna). A temperatura ambiente, el cloruro de hidrógeno es un gas incoloro ligeramente amarillo, corrosivo, no inflamable, más pesado que el aire, de olor fuertemente irritante. Cuando se expone al aire, el cloruro de hidrógeno forma vapores corrosivos densos de color blanco. El cloruro de hidrógeno puede ser liberado por volcanes. El cloruro de hidrógeno tiene numerosos usos. Se usa, por ejemplo, para limpiar, tratar y galvanizar metales, curtir cueros, y en la refinación y manufactura de una amplia variedad de productos. El cloruro de hidrógeno puede formarse durante la quema de muchos plásticos. Cuando entra en contacto con el agua, forma ácido clorhídrico. Tanto el cloruro de hidrógeno como el ácido clorhídrico son corrosivos. Hidróxido de sodio Zinc, de símbolo Zn, elemento metálico blanco azulado que tiene muchas aplicaciones industriales. Es uno de los elementos de transición del sistema periódico; su número atómico es 30. Los minerales de cinc se conocen desde hace mucho tiempo, pero el cinc no fue reconocido como elemento hasta 1746, cuando el químico alemán Andreas Sigismund Marggraf aisló el metal puro calentando calamina y carbón de leña. El metal se usa principalmente como capa protectora o galvanizador para el hierro y el acero, y como componente de distintas aleaciones, especialmente del latón. También se utiliza en las placas de las pilas (baterías) eléctricas secas, y en las fundiciones a troquel. El óxido de cinc, conocido como cinc blanco, se usa como pigmento en pintura. También se utiliza como rellenador en llantas de goma y como pomada antiséptica en medicina. El cloruro de cinc se usa para preservar la madera y como fluido soldador. El sulfuro de cinc es útil en aplicaciones relacionadas con la electroluminiscencia, la fotoconductividad, la semiconductividad y otros usos electrónicos; se utiliza en los tubos de las pantallas de televisión y en los recubrimientos fluorescentes. Equivalente-gramo El aluminio es un elemento químico, de símbolo Al y número atómico 13. Se trata de un metal no ferroso. Es el tercer elemento más común encontrado en la corteza terrestre. Los compuestos de aluminio forman el 8% de la corteza de la tierra y se encuentran presentes en la mayoría de las rocas, de la vegetación y de los animales.[1] En estado natural se encuentra en muchos silicatos (feldespatos, plagioclasas y micas). Como metal se extrae del mineral conocido con el nombre de bauxita, por transformación primero en alúmina mediante el proceso Bayer y a continuación en aluminio mediante electrólisis. Este metal posee una combinación de propiedades que lo hacen muy útil en ingeniería mecánica, tales como su baja densidad (2.700 kg/m3) y su alta resistencia a la corrosión. Mediante aleaciones adecuadas se puede aumentar sensiblemente su resistencia mecánica (hasta los 690 MPa). Es buen conductor de la electricidad, se mecaniza con facilidad y es relativamente barato. Por todo ello es desde mediados del siglo XX[2] el metal que más se utiliza después del acero. Fue aislado por primera vez en 1825 por el físico danés H. C. Oersted. El principal inconveniente para su obtención reside en la elevada cantidad de energía eléctrica que requiere su producción. Hierro Hierro (química), de símbolo Fe (del latín ferrum, ‘hierro’), es un elemento metálico, magnético, maleable y de color blanco plateado. Tiene de número atómico 26 y es uno de los elementos de transición del sistema periódico. El hierro puro, preparado por la electrólisis de una disolución de sulfato de hierro (ii), tiene un uso limitado. El hierro comercial contiene invariablemente pequeñas cantidades de carbono y otras impurezas que alteran sus propiedades físicas, pero éstas pueden mejorarse considerablemente añadiendo más carbono y otros elementos de aleación. La mayor parte del hierro se utiliza en formas sometidas a un tratamiento especial, como el hierro forjado, el hierro colado y el acero. Comercialmente, el hierro puro se utiliza para obtener láminas metálicas galvanizadas y electroimanes. Los compuestos de hierro se usan en medicina para el tratamiento de la anemia, es decir, cuando desciende la cantidad de hemoglobina o el número de glóbulos rojos en la sangre. Según estimaciones para 2000, la producción anual de hierro se situaba en torno a los 1.010 millones de toneladas. Magnesio El magnesio es el elemento químico de símbolo Mg y número atómico 12. Su masa atómica es de 24,305 u. Los compuestos de magnesio, principalmente su óxido, se usan como material refractario en hornos para la producción de hierro y acero, metales no férreos, cristal y cemento, así como en agricultura e industrias químicas y de construcción. El uso principal del metal es como elemento de aleación del aluminio, empleándose las aleaciones aluminio-magnesio en envases de bebidas. Las aleaciones de magnesio, especialmente magnesio-aluminio, se emplean en componentes de automóviles, como llantas, y en maquinaria diversa. Además, el metal se adiciona para eliminar el azufre del acero y el hierro. Cobre Cobre, de símbolo Cu, es uno de los metales de mayor uso, de apariencia metálica y color pardo rojizo. El cobre es uno de los elementos de transición de la tabla periódica, y su número atómico es 29. El cobre tiene una gran variedad de aplicaciones a causa de sus ventajosas propiedades, como son su elevada conductividad del calor y electricidad, la resistencia a la corrosión, así como su maleabilidad y ductilidad, además de su belleza. Debido a su extraordinaria conductividad, sólo superada por la plata, el uso más extendido del cobre se da en la industria eléctrica. Su ductilidad permite transformarlo en cables de cualquier diámetro, a partir de 0,025 mm. La resistencia a la tracción del alambre de cobre estirado es de unos 4.200 kg/cm2. Puede usarse tanto en cables y líneas de alta tensión exteriores como en el cableado eléctrico en interiores, cables de lámparas y maquinaria eléctrica en general: generadores, motores, reguladores, equipos de señalización, aparatos electromagnéticos y sistemas de comunicaciones. Materiales y reactivos: A continuación se enlista los materiales utilizados durante esta práctica. Pipeta Agitador Tapón Hoja de papel blanco Espátula Agarradera para bureta Soporte universal Bureta Vaso de precipitación (100 mL) Matraz volumétrico (100 mL) Matraz Erlenmeyer (Fiola) Balanza Especificaciones de la balanza del laboratorio. Sensibilidad o precisión: ± 0.1 g. Capacidad máxima: 2610 g. Tipo: Mecánica. Gotero de indicador fenolftaleína Hidróxido de sodio (NaOH) Muestra: Ácido orgánico (3H+) Esquema del procedimiento: A continuación se describen los pasos que se realizaron para llevar a cabo esta práctica. Pesar un vaso de 100 mL limpio y seco. Anotar como m1. Agregar 0.5 g de muestra (ácido orgánico) y pesar otra vez. Anotar como m2 = m1 + mácido. Añadir al vaso aproximadamente 20 mL de agua y agitar para que se disuelva la muestra sólida. Verter la fase líquida a un matraz volumétrico de 100 mL. Agregar más agua al vaso (15 a 20 mL) para disolver los residuos y depositar en el matraz, enjuague el agitador y el vaso con pequeñas cantidades de agua y agregar al matraz volumétrico. Repetir sucesivos enjuagues hasta completar 100 mL en el matraz volumétrico y taparlo. Agitar para todos los lados la solución contenida en el matraz volumétrico. Destapar el matraz e introducir una pipeta graduada y retirar 10 mL de la solución y verterla en una fiola (matraz Erlenmeyer). Agregar 2 ó 3 gotas de indicador fenolftaleína a la fiola, y ubicarla bajo la bureta que contiene solución hidróxido de sodio, la cual está fijada con una agarradera al soporte universal. Intercalar una hoja de papel debajo del matraz que servirá de fondo blanco para distinguir el cambio de color a ocurrir; y anote el nivel de hidróxido de sodio que presenta la bureta. Abrir la llave para que caiga gota a gota el hidróxido de sodio en la solución ácida contenida en la fiola, mientras agita, hasta lograr que con una gota se produzca una coloración rosada permanente. Elaborar la tabla de datos incluyendo lo siguiente: masa del ácido, volúmenes del ácido y de la base, normalidad de la solución NaOH utilizada y número de hidrógeno ionizable del ácido empleado (observar en la etiqueta del recipiente). Práctica Dibujos y/o gráficos: Tabla de datos: Determinación del peso molecular de un ácido mediante el análisis volumétrico. (Titulación)Masa del vaso de precipitación (100 mL)m1 = (46.7 ± 0.1) g.Masa del vaso de precipitación (100 mL) + masa del ácidom2 = (47.2 ± 0.1) g.Masa del ácidom3 = (0.5 ± 0.1) g.Volumen del ácido10.0 mLVolumen de la base6.7 mLNormalidad de la solución NaOH utilizada0.107 NNúmero de hidrógeno ionizable del ácido empleado3 Cálculos: Para establecer la normalidad del ácido. VA*NA= VB* NB NA=VB*NBVA NA=6.7 mL(0.107 N)(10 mL) NA=0.07169 N. Para determinar el número de equivalente-gramo del ácido. NA=#Eqg VL solución #Eqg=NA*VL solución #Eqg=(0.07169 N)(0.1 L) #Eqg=0.007169 Eqg Para calcular el peso de un equivalente-gramo del ácido. #Eqgácido=Masa del ácidoEqgácido Eqgácido= Masa del ácido #Eqgácido Eqgácido=0.5 g0.007169 Eqg Eqgácido=69.74 g/mol Para obtener el peso molecular del ácido. Eqgácido=Peso molecular del ácido#H+ Peso molecular del ácido=Eqgácido*#H+ Peso molecular del ácido=(69.74 g/mol)(3) Peso molecular del ácido=209.23 g/mol Cálculo del porcentaje de error en la práctica % δ= | Valor teórico-Valor experimental |Valor teórico*100 % δ= | 210.00-209.23 |210.00*100 % δ=0.37 % Tabla de resultados: Determinación del peso molecular de un ácido mediante el análisis volumétrico. (Titulación)Volumen de NaOH usado6.7 mLNúmero de equivalente-gramo de NaOH0.007169Número de equivalente-gramo del ácido usado0.007169Concentración del ácido (en normalidad)0.07169 NPeso de un equivalente-gramo del ácido69.74 g/molPeso molecular del ácido209.23 g/mol Observaciones y recomendaciones: Se recomienda seguir estrictamente el procedimiento de la práctica, a fin de tener óptimos resultados. Tener mucho cuidado en poner la cantidad correcta de agua en el matraz volumétrico, es decir no pasarse del aforo ni poner una cantidad menor a los 100 mL. No perder ni un solo miligramo de la muestra de ácido, ya que de esto depende que obtengamos un buen resultado en la práctica. Colocar la cantidad indicada de fenolftaleína en la solución del ácido. Tener la precaución de anotar el volumen inicial de hidróxido de sodio que hay en la bureta. Tener cuidado cuando se abra la llave de la bureta para que el hidróxido de sodio caiga en la solución ácida, tener en cuenta que el hidróxido de sodio debe caer gota a gota en la solución ácida para poder emplear el método de valoración volumétrica, de esto depende el éxito de la práctica. Conclusiones: Se estudió las propiedades de las bases y ácidos, así como las diferencias que existen entre ellos. Se estudió las características del hidróxido de sodio, el ácido cítrico y el ácido oxálico. Se empleó en método de análisis volumétrico o titulación para determinar el peso molecular de un ácido orgánico. Se determinó el peso molecular del ácido orgánico (3H+). De acuerdo a los resultados obtenidos, se concluye que la muestra de ácido orgánico (3H+) corresponde al ácido cítrico. Se establece que el procedimiento empleado en esta práctica sirve para poder calcular el peso molecular de cualquier ácido. Bibliografía: Sitios web consultados: http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_sulfurico http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_nitrico http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_clorh%C3%ADdrico http://es.wikipedia.org/wiki/Zinc http://es.wikipedia.org/wiki/Aluminio http://es.wikipedia.org/wiki/Hierro http://es.wikipedia.org/wiki/Aluminio http://es.wikipedia.org/wiki/Magnesio http://es.wikipedia.org/wiki/Cobre Microsoft ® Encarta ® 2007. © 1993-2006 Microsoft Corporation. __________________________ Mario Aguaguiña Méndez C.I. 0927993329 Fecha de entrega: 12/Agosto/2009