UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

FACULTAD DE QUÍMICA E INGENIERIA QUÍMICA

E.A.P. QUÍMICA

Docente: Carlos Góngora Tovar. Alumnos : León Calderón, Danne

Sugia Solís Miranda Héctor Chávez Huamán

Tema: Neutralización – Vaporización

LABORATORIO DE QUÍMICA GENERAL A2MIERCOLES – 1 pm a 5 pmFECHA DE PRACTICA : 07/10/2015FECHA DE ENTREGA: 14/10/2015

Índice:

Pg.

1. resumen………………………………………………

2. introducción………………………………………….

3. principios teóricos…………………………………..

3.1 teorías de ácidos y bases………………………..

4. detalles experimentales……………………………

4.1materiales…………………………………………..

4.2procedimiento experimental………………………

5. análisis y discusión…………………………………

6. conclusión……………………………………………

7. bibliografía…………………………………………..

8. apéndice…………………………………………....

1.RESUMEN

En el presente informe se verán métodos para determinar el contenido y composición de diferentes sustancias de una mezcla. Uno de ellos es la titulación ácido — base, por este método, utilizando una solución de algún ácido de concentración conocida, se puede realizar la determinación cuantitativa de álcalis (acidimetría) o, empleando una solución valorada de algún álcali, se puede determinar la concentración de los ácidos en una mezcla (alcalimetría). Para ello se utiliza también indicadores como la Fenolftaleína y el anaranjado de metilo.

2.Introducción:

La neutralización es una reacción común en solución acuosa y en la actualidad interviene en varios procesos, como en la industria que permite obtener sales, que utilizamos para una infinidad de cosas. Un ejemplo no muy lejano es la sal de cocina, también es importante en el laboratorio ya que cualquier tipo de sustancia que necesitaras eliminar o desechar debe ir neutralizada sin olvidarnos que es importante para realizar titulaciones químicas.

3.-PRINCIPIOS TEÓRICOS:

Una reacción de neutralización es una reacción entre un ácido y una base, generalmente en las reacciones acuosas ácido-base se forma agua y una sal, un ejemplo es el producto de la reacción ácido-base del HCl con NaOH

HCl(ac)+NaOH (ac)→NaCl(ac)+H 2O(liq)

Indicadores de ácidos y base:

3.1Teorías de ácidos y bases:

Teoría de Arrhenius:

Svante August Arrhenius (1859-1927) fue un químico suizo,  el definió los ácidos como sustancias químicas que contenían hidrógeno, y que disueltas en agua producían una concentración de iones hidrógeno o protones, mayor que la existente en el agua pura. Del mismo modo, Arrhenius definió una base como una sustancia que disuelta en agua producía un exceso de iones hidroxilo, OH-.

Teoría de Brönsted-Lowry:

ÁCIDO: Sustancia que en disolución cede H+ BASE: “Sustancia que en disolución acepta H+

Par Ácido/base, acido/base conjugado:

Siempre que una sustancia se comporta como ácido (cede H+) hay otra que se comporta como base (captura dichos H+). Cuando un ácido pierde H+ se convierte en su “base conjugada” y cuando una base captura H+ se convierte en su “ácido conjugado”.

Teoría de Lewis:

ÁCIDO: “Sustancia que contiene al menos un átomo capaz de aceptar un par de electrones y formar un enlace covalente coordinado”.

BASE: “Sustancia que contiene al menos un átomo capaz de aportar un par de electrones para formar un enlace covalente coordinado”.Ejemplo

En este caso el HCl es un ácido porque contiene un átomo (de H) que al disociarse y quedar como H+ va a aceptar un par de electrones del H2O formando un enlace covalente coordinado (H3O+).

En este caso el NH3 es una base porque contiene un átomo (de N) capaz de aportar un par de electrones en la formación del enlace covalente coordinado (NH4 +). De esta manera, sustancias que no tienen átomos de hidrógeno, como el AlCl3 pueden actuar como ácidos:

4.-DETALLES EXPERIMENTALES

4.1 Materiales:

2 matraces erlenmeyer de 250 mL 1 bureta de 50 mL 1 soporte universal 1 pipeta de 10 mL 1 vaso de precipitado de 200 mL 1 piseta 1 bagueta 1 cocinilla eléctrica

Reactivos:

Cloruro de Amonio NH4Cℓ en cristales Hidróxido de Sodio NaOH 0,5N (solución valorada) Ácido Clorhídrico HCℓ 0,5N (solución valorada) Indicadores: Anaranjado de Metilo, Fenolftaleina Papel de tornasol Mezcla de álcalis (Na2CO3 + NaHCO3) Agua destilada.

4.2 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

4.2.1 Obtención de Amoniaco.

Se pesa una luna de reloj. Luego al tener el peso de ésta, se pesa una muestra de 0,300g de NH4Cℓ.colocar en un matraz de Erlenmeyer de 250 mL. Y disolver con 100 mL de agua.

N H 4Cl(s)+H 2Ol→NH 4Cl(ac )

Agregar al matraz y añadir 20.0 mL de NaOH 0.52N remuévalo para efectuar una buena mezcla teniendo en cuenta de no perder muestra.

NH 4Cl(ac )+NaOH (ac)→NH 4OH (ac)+NaCl(ac)+NaOH (exeso)

Caliente suavemente hasta la ebullición y dejar q siga hirviendo para la eliminación del amoniaco producido y que se identifica colocando un papel tornasol rojo y humedecido en la boca del matraz.

NH 4OH (ac )+NaCl (ac )+NaOH ( exeso )→NH3 (g )+NaCl (ac )+H 2O(l)+NaOH (ac)

El calentamiento termina cuando el color del papel que se acerca a la boca del matraz ya no cambia de rojo a azul. Dejar enfriar.

Titule con HCl 0.500 N empleando anaranjado de metilo como indicador (2 o 3 gotas), el remanente de NaOH contenido en el matraz, anotamos el volumen de ácido gastado en la neutralización.

5.-ANALISIS Y DISCUSION DE RESULTADOS.

Cálculos

1. Determinación del peso teórico de NH 3

El cálculo se realiza en base a la cantidad de NH 4Cl pesado y aplicando la

primera ecuación se calcula el peso teorico de NH 4OH luego se aplica la

siguiente ecuación y se obtiene el peso teorico de NH 3.

NH 4Cl(s)+H 2O(l)→NH 4Cl(ac )

Primero calculamos el # eq-g del NH 4Cl

#eq-g = 0,30 g53.5 geq−g

= 0.00561 eq-g

Ahora calculamos el NaOH ( inicial ) y luego el sobrante y este servirá para hallar el

cálculo del amoniaco experimental.

NH 4Cl(ac )+NaOH (inicial)→NH 4OH (ac )+NaCl(ac )+NaOH (ac ) sobrante

#eq-g de NaOH inicial = (20mL) x (0,52eq-g/L) x (1L/1000mL) = 0,0104 eq-g

#eq-g NaOH en exceso = #eq-g de HCl gastado

= (0,56N) x (8,6mL)= 0.004816 eq-g

Luego,hallamos la masa de NH 3 teorico

NH 4OH (ac)+NaCl(ac)+NaOH sobrante+calor→NH 3(g )NaCl(ac)+H 2O(l )+NaOH (sobrante)

Masa de NH 3teorico = (0,00561eq-g) x (17g/1eq-g) = 0,09537g

Para hallar la masa del NH 3experimental

#eq-g de NaOH inicial = #eq-g de NaOH que reacciona + # eq-g de NaOH en exceso

0,0104 eq-g – 0,004816 eq-g = 0,005584 eq-g = #eq-g de NaOH que reacciona

#eq-g de NaOH que reacciona = #eq-g de NH 3experimental

(0,005584 eq-g) x (17g/eq-g) = 0,094928g de NH 3experimental

Calculamos el porcentaje de error: se utiliza el porcentaje de error para la comparación entre el peso teorico y experimental obtenidos para el amoniaco.

% error = 0,09537 –0,094928

0,09537 = 0,46%

Calculo del porcentaje en peso de la mezcla

Titulando con fenolftaleína de la mezcla de carbonato y bicarbonato

CO32−¿+H +¿→HCO

3

−¿¿¿¿(Formado a partir del carbonato)

Donde el # eq-g de Na2CO3= #eq-g de HCl utilizado

El N° de eq-g de Na2CO3= (5,4mL)(0,56N)(1L/1000mL)

= 0,003024 eq-g

Titulando con anaranjado de metilo la mezcla con HCO3−¿¿

formado y el

HCO3−¿¿ de la muestra:

HCO3−¿ ( totales )+H +¿→H 2CO3 ¿¿

N° de eq-g de NaHCO3 = (2,5mL)x(0,56eq-g/L)x(1L/1000mL)

= 0.0014 eq-g

Peso de Na2CO3 = (0,003024 eq-g) x (53g/eq-g) = 0,160272

Peso de NaHCO3 = (0.0014 eq-g) x (84g/eq-g) = 0,1176

Porcentaje en peso de la mezcla = 0,2780,30

x 100% = 92,7%

6.-CONCLUSIÓN :

La masa del NaHCO3 es menor con respecto a la del Na3CO3 debido a que durante la segunda titulación el volumen gastado debió de ser el doble del inicio, en el cual obtuvimos solo 2.5ml.

El rendimiento del NH3 es del 92.7%, debido a que realizamos una adecuada titulación de la sustancia, eliminamos todo el NH3 .

El porcentaje de error del proceso de evaporación del NH3 fue mínimo, de 0.46% lo que demuestra que realizamos un proceso de titulación, una correcta eliminación del NH3 y un buen proceso de preparación del NH4Cl, demostrándose en el rendimiento obtenido.

7.-BIBLIOGRAFÍA

http://recursostic.educacion.es/newton/web/materiales_didacticos/ acidosbases/reacacidobase.html (16/10/15)

http://www.monografias.com/trabajos81/metodos-volumetricos/metodos-

volumetricos2.shtml (16/10/15) http://html.rincondelvago.com/determinacion-de-naoh-nahco3-y-

na2co3.html (17/10/15)

8.-APENDICE.-

1.-Deacuerdo con los cálculos y resultados ¿Cuál es el porcentaje de rendimiento en la obtención del amoniaco? ¿Es posible determinar el contenido del nitrógeno en el amoniaco obtenido?

% error = 0,09537 –0,094928

0,09537 = 0,46%

2 ¿Explique porque es necesario eliminar por evaporación todo el amoniaco producido?

Al calentar la solución preparada se libera todo el amoniaco en forma de vapor, pasando luego a titular con HCl (ácido fuerte) debido a que al desprenderse el amoniaco solo queda en la solución NaCl, H2O y NaOH, en donde el hidróxido de sodio, que es una base fuerte, se neutraliza con un ácido fuerte en este caso el HCl, obteniendo una buena titulación, debido que para este proceso no se necesita del amoniaco por ser una base débil

3.-menciona tres posibles fuentes que pueden determinar en alto % de error en la experiencia del amoniaco?

Mala supervisión de la expulsión del amoniaco. Pues puede haberse quedado grandes restos de amoniaco en nuestro matraz

Mala titulación hace que agreguemos en exceso ácido clorhídrico,y asi tengamos un volumen diferente de acido gastado y por lo tanto unos cálculos erróneos

Un mala pesada al momento de utilizar la balanza analítica.

4.-Una muestra impura de 0.200 g de NaOH requiere de 18,25 mL de HCl 0.241 M para neutralizarse ¿Qué porcentaje de NaOH contiene la muestra?

Eq-g NaOH = eq-g HCl

18.25x10-3L x 0.1N=1.825x10-3

18.25x10-3mL=nNaOH

40 g .mol−1xmNaOH=0.073

%WNaOH = 0.0730.200

x 100=36.5%

5. Si se agregan 4,0 g de NaOH a 500 mL de HCl 0,1M.la solución resultante ¿será acida o básica?

Para demostrar si es un ácido o una base determinaremos el N° eq-g de cada sustancia

N° eq-g de NaOH = 440

=0,1# eq-g

N° eq-g de HCl = (500mL) (0,1N) = 0,05 #eq-g

Como el NaOH tiene un mayor valor en el #eq-g esto significa que al reacción con el HCl, se tiene un exceso de hidróxido de sodio que hace que la solución resultante sea básica.

6.Para 25 ml de solución que contiene Na3CO3 y NaHCO3 en presencia de fenolftaleína se gastó 9.5 ml de HCl, y en presencia de anaranjado de metileno 25 ml de HCl 0.06N ¿Cuántos gramos de carbonato y bicarbonato de sodio hay en 125 ml de muestra?

Na2CO3+HCl→NaHCO3i+NaCl

NaHCO3f+HCl→H 2CO3+NaCl

Calculo el peso del Na3CO3:

¿ Eqg Na2CO3=2¿Eqg HCl

¿ Eqg Na2CO3=2∗V HCl∗N HCl

¿ Eqg Na2CO3=2∗(9.5∗10−3 L)(0.06N)

V HCl (fenolftaleína): 9.5ml

V HCl (anaranjado de metilo): 25ml

¿ Eqg Na2CO3=1.14∗10−3 Eqg

W Na2CO3=9∗10−5 Eqg∗53→WNa2CO3

=0.06042g

WNa2CO3

25ml∗125ml=0.3021 g

Calculo el peso del NaHCO3:

¿ Eqg NaHCO3=¿EqgHCl

¿ Eqg NaHCO3=V HCl∗N HCl

¿ Eqg NaHCO3=(25∗10−3L−9.5∗10−3L)(0.06N )

¿ Eqg NaHCO3=9.3∗10−4Eqg

W NaH CO3=9.3∗10−4 Eqg∗84→W NaH CO3

=0.07812g

WNaH CO3

25ml∗125ml=0.3906 g

7. 60 mL de HCl 0,2N disuelve completamente a una muestra solida de CaCO3 y para neutralizar el HCl en exceso se gasto 13 mL de NaOH 0,1N.

¿Cuántos gramos de carbonato se encontraban en la muestra inicial?

Primero hallamos en # eq-g de HCl en exceso, con la información de que se neutraliza con NaOH:

#eq-g HCl en exceso= (0,1N) x (13mL) = 0,0013 #eq-g

Ahora utilizamos los siguientes datos para hallar el #eq-g inicial del HCl

#eq-g de HCl inicial = (60mL) x (0,2N) = 0,012 #eq-g

Entonces:

#eq-g de HCl inicial = # eq-g de HCl que reacciona+ # eq-g de HCl en exceso

# Eq-g de HCl que reacciona = 0,0107# eq-g

# Eq-g de HCl que reacciona = # eq-g de CaCO3que reacciona

(0,0107# eq-g)(50g/#eq-g) = m (g)

masa de CaCO3= 0,535 g