practica-07-2015

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA
FACULTAD DE CIENCIAS MÉDICAS, CUM
UNIDAD DIDÁCTICA DE QUÍMICA, PRIMER AÑO
PRACTICA DE LABORATORIO 2015
SEMANA 7
AGUA Y SOLUBILIDAD DE SUSTANCIAS QUÍMICAS
Elaborado por: Licda. Lilian Judith Guzmán Melgar
I.
INTRODUCCIÓN
El agua es llamado el solvente universal debido a que es el liquido que mas sustancias
disuelve.
Cuando disolvemos una sustancia (soluto) en otra sustancia (solvente) formamos una solución.
Al disolver una cantidad dada de soluto en una cantidad dada de solvente se le denomina
solubilidad. La solubilidad se ve afectada por varios factores y los principales son:
a. Naturaleza del soluto y el solvente: De una forma muy general puede decirse que un
soluto se disuelve en un solvente cuando ambos poseen la misma naturaleza:
- soluto y solvente son polares
- soluto y solvente son no polares
b. Temperatura: A medida que se aumenta la temperatura, la solubilidad de un sólido en un
líquido aumenta. Por ejemplo, el azúcar se disuelve más rápido en agua caliente que en
agua fría.
Cuando se disuelve un gas en un líquido y se aumenta la temperatura la solubilidad
disminuye. Mientras que cuando se disminuye la temperatura de una solución de un gas en
un liquido la solubilidad aumenta Por ejemplo: un agua gaseosa (solución de un gas en un
liquido) al enfriar el agua gaseosa el CO2 que es el soluto en estado gaseoso aumenta su
solubilidad en el solvente, cuando el agua gaseosa pierde temperatura al dejarla a
temperatura ambiente el CO2 disminuye su solubilidad en el liquido.
c. Presión: La solubilidad de un gas en un líquido aumenta al aumentar la presión del gas
sobre el solvente. Si se disminuye la presión la solubilidad de un gas en un liquido también
disminuye. Este efecto no es notable para la solubilidad de las soluciones de sólidos en
líquidos.
Mezclas
a. Homogéneas: Son mezclas de dos o más sustancias que presentan una fase. Las
soluciones son mezclas homogéneas.
b. Heterogéneas: Las que presentan más de una fase, las suspensiones son un ejemplo
Clasificación del agua
De acuerdo a los componentes disueltos, el agua se clasifica así: agua dura y agua blanda.
Agua dura: es el agua rica en sales minerales, siendo las sales más comunes: sulfatos,
carbonatos, bicarbonatos, cloruros de calcio y magnesio.
Agua blanda: es el agua con poco o ningún contenido de sales minerales. que resulta del
procesamiento que se le realiza al agua dura para remover el exceso de sales minerales.
1/8
Densidad
La densidad es una magnitud que relaciona la masa que posee un cuerpo con el volumen que
ocupa. Es una propiedad específica de las distintas sustancias puras y permite distinguir unas
de otras. La fórmula para obtenerla es: D= m/v
En ésta práctica de laboratorio se observarán mezclas homogéneas y heterogéneas y los
factores que afectan la solubilidad. Además se analizarán 3 muestras de agua para clasificarlas
como dura o blanda y se tomará la densidad de soluciones.
II.
OBJETIVOS:
1.
2.
3.
4.
III.
Identificar una mezcla homogénea y una heterogénea.
Comprobar los factores que afectan la solubilidad de las sustancias.
Identificar agua dura y blanda por medio de reacciones químicas.
Determinar la densidad de soluciones.
MATERIAL (REACTIVOS Y EQUIPO)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
Balanza
Hornilla eléctrica
Espátula
Papel parafinado
Baño de María
Pipeta
Bulbo para llenar pipetas
Balanza
AgNO3 1% p/v
Na2CO3 5% p/v
Cloroformo
Agua desmineralizada (agua
blanda)
Agua dura
Agua destilada colocada en
pisetas
NaOH 20 % p/v
Solución NaCl 4%
Solución NaCl 20%
Miel
trocitos de jabón de tocador
DOVE
*MATERIAL APORTADO POR LOS ESTUDIANTES
1. KIT DE LABORATORIO
2. 1 sobre de sal inglesa (MgSO4)
3. 2 gramos de sal (NaCl)
4. 10 mL de aceite de cocina
5. Una muestra de agua (50mL) *
6. 1 agua gaseosa (Coca cola) en envase plástico a
temperatura ambiente. ++
7. 1 agua gaseosa (Coca Cola) en envase plástico fría
(deberán traerla con hielo en una lonchera)++
8. 2 globos (vejigas) del mismo tamaño
9. Cinta adhesiva (masking tape)
* Deberá tomar la muestra del agua potable que llega
a su casa en un frasco limpio.
++ Las dos deberán tener el mismo volumen y marca.
2/8
IV.
PROCEDIMIENTO
1. MEZCLA HOMOGÉNEA, HETEROGÉNEA Y NATURALEZA DE SOLUTO Y SOLVENTE
En éste procedimiento determinará si las mezclas son homogéneas o heterogéneas. Además
debe identificar la naturaleza de soluto y solvente (polar, no polaro iónico) y si las substancias
son solubles e insolubles.
TUBO No
a. Prepare 6 tubos de ensayo e identifíquelos como tubo # 1, 2, 3, 4, 5 y 6.
b. Luego coloque en cada tubo lo que se le indica en el cuadro.
NOTA: para agregar el soluto sólido * al tubo de ensayo utilice una espátula pequeña y
tome una pequeña cantidad del mismo (lo que quede en el extremo de la espátula).
COLOQUE
1 mL de
1
Agua
2
Agua
3
Agua
4
cloroformo
5
cloroformo
6
cloroformo
NATURALEZAD
ELSOLVENTE AGREGUE
AGITAND
(polar o
O
no polar)
NATURALEZA
MEZCLA
DEL SOLUTO OBSERVACIÓN HOMOGENEA /
SOLUBLE
(Indique si se
O
(polar,
forma 1 o 2
MEZCLA
INSOLUBLE
no polar o
fases)
HETEROGENEA
iónico)
*Sal
(NaCl)
6-8 gotas
de aceite
*Sal
inglesa
(MgSO4)
*Sal
(NaCl)
6-8 gotas
de aceite
*Sal
inglesa
(MgSO4)
2. TEMPERATURA:
En este procedimiento se observará como el aumento de la temperatura favorece la solubilidad
de un soluto sólido en un líquido. Proceda de acuerdo al siguiente cuadro.
TUBO
COLOQUE
5mL de H2O a
1
25°C *
2
60°C
3
85°C
AGREGUE
TIEMPO QUE TARDA EN
SOLUBILIZARSE EN
SEGUNDOS
0.1 g de Sal Inglesa (MgSO4)
* use agua a temperatura ambiente.
3/8
3. PRESION
En este procedimiento se observará el efecto de la presión sobre la solubilidad de un gas en un
líquido. Al destapar ambas botellas la presión disminuirá provocando que el gas se libere al
ambiente. Al no tener en el laboratorio ningún instrumento para medir este cambio de presión,
se atrapará el CO2 que se libera al ambiente por medio de los globos, los cuales se inflarán
más o menos de acuerdo a la temperatura a la que se encuentre este gas disuelto en el agua
mineral.
a. Utilice un agua gaseosa (Coca Cola) a temperatura ambiente y otra fría (la que trajo en la
lonchera con hielo).
b. Destápelas al mismo tiempo e inmediatamente coloque un globo en la boca de cada una
de ellas. Asegúrelas con masking-tape.
c. Agítelas al mismo tiempo hacia la izquierda y la derecha durante 30 segundos.. NO DEBE
INGRESAR AGUA AL GLOBO. Deje reposar por 3 minutos. Anote sus resultados
AGUA GASEOSA
(Coca-cola)
OBSERVACIÓN
Indique cuál de los globos se infló más.
A TEMPERATURA AMBIENTE
FRÍA
4. IDENTIFICACIÓN DE AGUA DURA Y BLANDA MEDIANTE LA DETERMINACIÓN DEL IÓN
CLORURO (Cl-), IÓN CALCIO (Ca+2) y ION MAGNESIO (Mg+2)
Se procederá a identificar 4 muestras de agua para clasificarlas como AGUA DURA O
BLANDA. Esto se realizará de manera cualitativa a través de las siguientes reacciones
químicas por lo que se dirá que el agua es blanda cuando el resultado sea negativo para el
ion Ca+2 y/o Mg+2 y se dirá que es dura cuando el resultado sea positivo para la presencia
del ion Ca+2 y/o Mg+2 .
a. Detección del Ion Cl -Una solución de AgNO3 al 1% p/v determina la presencia de Cl-,ion
cloruro. De acuerdo a la siguiente reacción :
Cl-+
Ag+ AgCl(s)
MANIFESTACIÓN: TURBIDEZ
Tubo COLOQUE
1 mL de AGUA
No.
b. D 1
e
t 2
e
c3
c
DESMINERALIZADA
DE LA CASA
AGREGUE,
AGITE Y DEJE
REPOSAR
2 gotas de
AgNO3
1% p/v
Manifestación
(turbidez o
precipitado blanco)
RESULTADO
(+ / -)
DURA # 1
4/8
ión del ion Ca+2: Una solución de Na2CO3 al 5% p/v determina la presencia de Ca+2, ion
calcio. De acuerdo a la siguiente reacción.
Ca+2(ac)
+
CO3-2(ac) CaCO3(s)
MANIFESTACIÓN:
TURBIDEZ
Tubo COLOQUE
1 mL de AGUA
No.
1
DESMINERALIZADA
2
DE LA CASA
3
DURA # 1
4
DURA # 2
AGREGUE,
AGITE Y
DEJE
REPOSAR
2 gotas de
Na2CO3
5% p/v
Manifestación
(turbidez o precipitado
blanco)
Resultado
( +/-)
c. Detección de ion Mg+2: Para determinar la presencia de ion Mg+2 se utilizará una solución
de NaOH al 20 %. Se llevará a cabo la siguiente reacción:
Mg+2
+ 2OH-
Mg(OH)2
MANIFESTACIÓN:TURBIDEZ
Tubo
No.
COLOQUE
1 mL de AGUA
1
AGUA
DESMINERALIZADA
2
AGUA DE LA CASA
3
DURA # 2
AGREGUE,
AGITE Y
DEJE
REPOSAR
3 gotas de
NaOH
5% p/v
Manifestación
(turbidez o
precipitado
blanco)
SI / NO
Resultado
( +/-)
5/8
4.1 IDENTIFICACIÓN DE AGUA DURA Y BLANDA
El criterio para clasificar la muestra de agua como AGUA DURA debe ser la presencia de Ca+2
y/o Mg+2. Y para clasificar un agua blanda es la ausencia ambos iones (Ca+2 y Mg+2) .
Proceda llenando el siguiente cuadro con los resultados obtenidos en el procedimiento 4
incisos a, b y c.
MUESTRA DE
AGUA
a.
b.
c.
DETECCIÓN
DE IÓN
CLORURO
DETECCIÓ
N DE IÓN
CALCIO
DETECCIÓ
N DE IÓN
MAGNESIO
+ /-
+ /-
+ /-
AGUA DURA
O
BLANDA
DESMINERALIZADA
DE LA CASA
DURA # 1
DURA # 2
4.2 COMPROBACIÓN DE AGUA DURA POR LA PRODUCCIÓN DE ESPUMA
Proceda de acuerdo al siguiente cuadro:
Tubo
AGREGAR
1 mL de
1
Agua desmineralizada
2
Agua de la Casa
3
Agua Dura # 1
4
AGREGUE UNA
PEQUEÑA
CANTIDAD DE
JABÓN “DOVE” Y
AGITE
VIGOROSAMENTE
FORMACIÓN DE ESPUMA
SI o NO
Agua Dura # 2
5. DENSIDAD DE SOLUCIONES
En este procedimiento se determinarán las densidades de distintas soluciones, midiendo el
volumen y masa.
El profesor le asignará a cada grupo UNA de las siguientes sustancias para que le
determine su densidad: (De manera que todo el salón resuelva todas las densidades.)
- NaCl 4%,
- Miel
- NaCl 20%,
- Agua destilada
6/8
5.1 DENSIDAD DE SOLUCIONES
1. Tome el peso de un beacker vacío y seco: __________________(Peso 1)
2. Con una pipeta mida 10 mL de la sustancia que le asignó su profesor y colóquelos en el
beacker.
3. Llévelo a la balanza y obtenga el nuevo peso.
Peso de beacker + sustancia: ______________ (peso 2)
4. Reste al peso 2 el peso 1:_____________ésta será la masa de la sustancia.
5. Ya tiene el valor de VOLUMEN Y MASA.
6. Obtenga la Densidad de la solución (D= m/v): ______________..
7. Recolecte los datos de las otras sustancias con sus compañeros.
8. Investigue o averigüe con su profesor los valores correctos y analice su error si es que
hubo.
Al grupo que se le asigne miel o jarabe de maple debe seguir el siguiente procedimiento:
1.
DENSIDAD DE LA MIEL O JARABE DE MAPLE:
Tome el peso de la probeta limpia y seca ____________(PESO 1)
2.
Mida en la probeta 5 mL de miel de maple.
3.
Llévela a la balanza y obtenga el nuevo peso
Peso de probeta + miel de maple ______________ (PESO 2)
4.
Reste el peso 2 del peso 1 :_________________esta es la masa se la solución
5.
6.
7.
Ya tiene el valor de VOLUMEN Y MASA.
Obtenga la Densidad de la solución (D= m/v): ______________..
Coloque el valor obtenido en la siguiente tabla
SOLUCIÓN
DENSIDAD A TEMPERATURA
AMBIENTE
NaCl 4% p/v
NaCl 20% p/v
Miel o jarabe de
maple
Agua Destilada
V.
ANÁLISIS DE RESULTADOS
____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
7/8
VI.
CONCLUSIONES
____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
VII.
CUESTIONARIO
1. ¿Aumento o disminuyo la solubilidad del MgSO4 al aumentar la temperatura?
2. ¿Se solubilizó el aceite en cloroformo? SI____NO____
¿Por qué?________________________________________________________________
3.
Según los resultados obtenidos ¿Cómo se clasifica el agua de la casa? (Dura o blanda)
4.
Al destapar las aguas gaseosas:
a)
¿La presión aumenta o disminuye dentro del envase?
b) ¿La solubilidad del CO2 aumenta o disminuye?
5. Subraye ¿Cuál de las siguientes soluciones presentó mayor densidad?
a) NaCl 20%
VIII.
b) Agua destilada
c) NaCl 4%
d) Miel
BIBLIOGRAFÍA
1. Sofía Tobías, Prácticas de Laboratorio 2014, Semana 7. Manual de Prácticas de Laboratorio
de Química 2013, Unidad Didáctica de Química. Facultad de Ciencias Médicas, Universidad
de San Carlos de Guatemala.
2. Timberlake, Karen C. Química: General, Orgánica y Biológica. Estructuras de la Vida. 4ª.
Editorial Pearson Educación de México. México, 2013
8/8