ANALISIS INSTRULEMTAL 2

ANALISIS INSTRUMENTAL DE PRODUCTOS AGROINDUSTRIALES

I. FUNDAMENTO TEORICO:

Las soluciones en química, son mezclas homogéneas de sustancias en iguales o distintos estados de agregación. La concentración de una solución constituye una de sus principales características. Bastantes propiedades de las soluciones dependen exclusivamente de la concentración. Su estudio resulta de interés tanto para la física como para la química. Algunos ejemplos de soluciones son: agua salada, oxígeno y nitrógeno del aire, el gas carbónico en los refrescos y todas las propiedades: color, sabor, densidad, punto de fusión y ebullición dependen de las cantidades que pongamos de las diferentes sustancias.

La sustancia presente en mayor cantidad suele recibir el nombre de solvente, y a la de menor cantidad se le llama soluto y es la sustancia disuelta.

Al momento de preparar soluciones hay que tomar en cuenta varios aspectos, en el análisis químico son de particular importancia las "unidades" de concentración, y en particular dos de ellas: la molaridad y la normalidad. También punto de equivalencia, fracción molar, la concentración decimal, entre otros.

Solución

Una solución es una mezcla homogénea cuyas partículas son menores a 10 ángstrom. Estas soluciones estan conformadas por soluto y por solvente. El soluto es el que está en menor proporción y por el contrario el solvente está en mayor proporción. Tosas las soluciones son ejemplos de mezclas homogéneas.

Solución diluida es cuando la cantidad de soluto es muy pequeña. Solución concentrada es cuando la cantidad de soluto es muy grande. Solución saturada es cuando se aumento mas soluto en un solvente a mayor temperatura de la

normal (esto es porque cuando ya no se puede diluir, se calienta el solvente y se separan sus partículas para aceptar mas soluto)

Solución sobresaturada es cuando tiene más soluto que disolvente

Soluto y Disolvente

Las sustancias que está presente en la mayor cantidad se denomina disolvente, que se define como las sustancia en la cual se disuelve otra. Ésta última, que es la que disuelve en la primera, se denomina soluto.

Soluto + Disolvente = Solución

INGENIERIA AGROINDUSTRIAL – VI CICLO


MOLARIDAD

Esta es una de las formas más utilizadas en química. se representa con la letra M y se define como una disolución 1,0 molar (1,0 M) contiene 1,0 moles de soluto en cada litro de la disolución. En la preparación de muchas soluciones es necesario expresar la concentración del soluto en moles por cada unidad de volumen. la preparación de soluciones molares, es decir la determinación dela cantidad de soluto que se necesita pesar para obtener la concentración molarrequerida:

y se calcula con la siguiente expresión:

M = PM expresado en gramos (moles)/lt de solución

MOLALIDAD

Es la cantidad de soluto (medida en moles) disuelta en cada Kilogramo de disolvente. Esta escala se define así:

M = PM expresado en gramos (moles)/Kg de disolvente

Esta cantidad no cambia al cambiar la temperatura o la presión.

NORMALIDAD

Esta es otra de las formas más utilizadas en química. se representa con la letra N y se define como una disolución 1,0 Normal (1,0 N) contiene 1,0 equivalente químico de soluto en cada litro de la disolución. En muchas operaciones analíticas, y principalmente en análisis cuantitativo, es indispensable trabajar con las soluciones de concentración muy exacta. A estas se les denomina soluciones normales y se les designa con la letra N. Las soluciones normales son las soluciones que disuelven el equivalente químicogramo (Eq. q.g. ) de soluto en un litro de solución. El equivalente químico expresado en gramos, proporciona el peso de soluto necesario para la preparación de soluciones normales.

y se calcula con la siguiente expresión

N = Peq/Lt solución

Para preparar las soluciones se debe por lo tanto primero determinar el valor del equivalente químico.

Peq = PM/eq



CÁLCULO DE PARTES POR MILLON (PPM)

Son las partes de masa de soluto por un millón de partes de masa de solución.

Esta concentración se utiliza para soluciones muy diluidas como en el análisis de agua o preparaciones biológicas.

En estas soluciones muy diluidas, su densidad es muy cercana a la del agua y se supone que la densidad de la solución es de 1.00 g/ml. Por lo anterior, se puede hacer la simplificación de mg soluto/Litro de solución.

CÁLCULO DE PARTES POR BILLON (PPB)

expresa cuantos gramos de soluto hay disueltos en un billón de gramos de solución:

Al momento de preparar soluciones hay que tomar en cuenta varios aspectos, en el análisis químico son de particular importancia las "unidades" de concentración, y en particular dos de ellas: la molaridad y la normalidad. También punto de equivalencia, fracción molar, la concentración decimal, entre otros.

II. OBJETIVOS: Emplear adecuadamente instrumentos de medida de masa y volumen Utilizar otros instrumentos de laboratorio Resolver problemas sencillos sobre la preparación de disoluciones Elaborar un informe sobre la experiencia realizada.



III. MATERIALES:

IV. PROCEDIMIENTO Y CALCULOS

Experiencia 1:

Preparar una solución de NaOH de 0,2M en un volumen de 100 ml; a partir de la solución de NaOH ya preparada hacer diluciones de 0.12, 0.1, 0.08 M para un volumen de 50 ml.

NaOH

C= 0.2 M

V= 100 ml = 0.1L

W= ¿?


Fiolas Pipeta automatica

H2SO4 NaOH

PM (NaOH)

Na=23 = 23

O= 16 = 16

H=1 = 1

NaOH = 40


1. Hallamos el W de la solución:

M= mol .de solutoLitros desolucion

M=

WPM

Litros desolucion

0,2=

W400,1

W =0,8 gr


Se agrego 0,8 gr deNaOH en una fiolaSe aforo con agua destilada en una

fiola de 100 ml

Preparacion de NaOH a 0.2 M


Preparamos las diluciones en 0.12 M, 0.10 M y 0.08 M

1. Hallaremos la concentración de 0.12 en 50 ml

C1V 1=C2V 2

0,2 xV 1=0,12 x 50

V 1=30 ml


solucion de 0.2M de NaOH

Con la pipeta automatica se fue llenando la fiola con 30 ml de la

solucion de NaOH

Disolucion de NaOH en 0.12M



C1V 1=C2V 2

0,2 xV 1=0,1 x 50

V 1=25 ml




solucion de NaOH




C1V 1=C2V 2

0,2 xV 1=0,08 x 50

V 1=20 ml




solucion de NaOH



Experiencia 2:

Preparar una solución de H2SO4 de un concentración de 0.1 N para un volumen de 100 ml. Sabiendo que la densidad de H2SO4 es de 1.8 g/cm3

H2SO4

C= 0.1 N

V= 100 ml = 0.1L

ρ=1.82g

ml

θ=2

W= ¿?

1. Hallamos el equivalente:

2. Hallamos el #equivalente:

3. Hallamos el W del H2SO4


PM (H2SO4)

H=1X2 = 2

S= 32 = 32

O=16X4=64

H2SO4 = 98

equivalente=PMθ

equivalente=982

equivalente=49 g/mol

¿equivalente=N x L(sol)

¿equivalente=0.1 N x 0.1 L

¿equivalente=0.01

W =¿equivalente xequivalente

W =0.01 x 49 g /mol

W =0.49 g


4. Hallamos la cantidad a aforar en ug del H2SO4.


Acido sulfurico en liquido Se le agrego 0.269 ml de acido sulfurico en la fiola

Se aforo con agua destilada en una fiola de 100 ml

Preparacion de acido sulfurico a 0.2 M

ρ=mv

v=mρ

v= 0.49 g1.82 g/ml

v=0,269 ml

0.269 ml x1000 ul

1 ml=269 ul

H2SO4 - 0.2 M

Con la pipeta automatica se lleno la

fiola con37.5 ml deH2SO4

H2SO4 - 0.15 M


Preparamos las diluciones en 0.15 M y 0.10 M

1. Hallamos la molaridad de la concentración del H2SO4 de 0.1 N en molaridad:

M= e x N

M= 2 x 0.1 N

M= 0.2 M

2. Hallamos la concentración en 0.15 M en 50 ml


C1 xV 1=C2 xV 2

0.2 M x V 1=0.15 M x 50 ml

V 1=0.15 M x 50 ml

0.2 M

V 1=37.5 ml




H2SO4 - 0.2 M

Con la pipeta automatica se lleno la fiola

con 25 ml deH2SO4

H2SO4 - 0.10 M

C1 xV 1=C2 xV 2

0.2 M x V 1=0.15 M x 50 ml

V 1=0.15 M x 50 ml

0.2 M

V 1=37.5 ml


Experiencia 3:

Preparar una solución de CuSO4 0.2 M para un volumen de 100 ml de la misma solución preparada hacer diluciones de 0.15 M, 0.10 M para un V=50ml.

NaOH

C= 0.2 M

V= 100 ml = 0.1L

W= ¿?

1. Hallamos el W de la solución:

M= mol .de solutoLitros desolucion

M=

WPM

Litros desolucion

0,2=

W159,55

0,1,

W =3,18 gr


PM (CuSO4)

Cu= 63, 55 = 63, 55

S= 32 = 32

04=64 = 64

CuSO4 = 159,55


Preparamos las diluciones en 0.15 M y 0.10 M


C1V 1=C2V 2

0,2 xV 1=0,15 x 50

V 1=37,5 ml


CuSO4 en liquidoSe agrego 3,18gr de CuSO4 y se

aforo en una fiola de 100ml

Solucion de CuSO4



C1V 1=C2V 2

0,2 xV 1=0,1 x 50

V 1=25 ml


solucion de 0.2M de CuSO4

Con la pipeta automatica se fue llenando la fiola con 37,5 ml de la

solucion de CuSO4

Disolucion de CuSO4 en 0.15M


Que concentración en ppm tendrá el siguiente elemento, si el peso del mismo es de 260g y esta constituido en 20 m3. Expresar en ppm.

ppm= 26 g

20 m3x

1000 mg1 g

ppm=13000 mg / l

El siguiente elementos cuyo peso es de 1200 g y esta en un volumen de una fiola de 500 ml, expresar las unidades en ppb

ppm=1200 g500 ml

x1000 mg

1 gx

1000ug1 mg

x1000 ml

1l

ppm=24 x108


solucion de 0.2M de CuSO4


solucion de CuSO4

Disolucion de CuSO4 en 0.1M


V. DISCUSIONES:

Una solución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias. La sustancia disuelta se

denomina soluto y está presente generalmente en pequeña cantidad en pequeña cantidad en

comparación con la sustancia donde se disuelve denominada solvente.

BROWN, Le MAY & BURSTEN. (2004) En química, la concentración de una disolución es la

proporción o relación que hay entre la cantidad de soluto y la cantidad de disolvente, donde el

soluto es la sustancia que se disuelve, el disolvente la sustancia que disuelve al soluto, y la

disolución es el resultado de la mezcla homogénea de las dos anteriores. A menor proporción de

soluto disuelto en el disolvente, menos concentrada está la disolución, y a mayor proporción más

concentrada está.

En el caso de la práctica realizada los que actuaron como solutos son el ácido sulfúrico el

hidróxido de sodio y el sulfato de cobre donde el agua destilada actuó como disolvente

[]Para usos científicos o técnicos, una apreciación cualitativa de la concentración casi nunca es

suficiente, por lo tanto las medidas cuantitativas son necesarias para describir la concentración.

A diferencia de las concentraciones expresadas de una manera cualitativa o empírica, las

concentraciones expresadas en términos cuantitativos o valorativos toman en cuenta de una

manera muy precisa las proporciones entre las cantidades de soluto y disolvente que se están

utilizando en una disolución. Este tipo de clasificación de las concentraciones es muy utilizada

en la industria, los procedimientos químicos, en la farmacia, la ciencia, etc, ya que en todos ellos

es necesario mediciones muy precisas de las concentraciones de los productos.

Existen modos muy diversos de expresar la concentración de las disoluciones.

Entre ellos se encuentran la molaridad (M) y la molalidad (m) y normalidad.

Molaridad, también es usado el porcentaje de masa y volumen.


http://es.wikipedia.org/wiki/Mezcla

http://es.wikipedia.org/wiki/Disolvente

http://es.wikipedia.org/wiki/Soluto

http://es.wikipedia.org/wiki/Proporci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Disoluci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmica


R. CHANG. Porcentaje masa-masa (% m/m) m/m hace referencia al masa de soluto/masa de una

solución, de una sustancia en una mezcla o de un elemento en un compuesto químico. La

fracción de masa es la fracción de una sustancia de masa con respecto a la masa total de

una mezcla

MORA GONZÁLEZ V. La molalidad (m) es el número de moles de soluto que contiene un

kilogramo de disolvente. Para preparar disoluciones de una determinada molalidad, no se emplea

un matraz aforado como en el caso de la molaridad, sino que se puede hacer en un vaso de

precipitados y pesando con una balanza analítica, previo peso del vaso vacío para poderle restar

el correspondiente valor.

PETRUCCI , HARWOOD & HERRING (2003) En química, la concentración molar también

llamada molaridad, es una medida de la concentración de un soluto en una disolución, o de

alguna especie molecular, iónica, o atómica que se encuentra en un volumen dado expresado en

moles por litro. Al ser el volumen dependiente de la temperatura, el problema se resuelve

normalmente introduciendo coeficientes o factores de corrección de la temperatura, o utilizando

medidas de concentración independiente de la temperatura tales como la molalidad.

Entre todos los métodos antes mencionados es la molaridad el tipo de concentración más común,

en la realización de los cálculos estequiometricos para la posterior preparación de soluciones es

importante tener en cuenta la presión de los cálculos para lograr un margen de error mínimo.

VI. CONCLUSIONES:

Se logro emplear adecuadamente instrumentos de medida de masa y volumen.

Se utilizaron otros instrumentos de laboratorio como la pipeta.

Se resolvieron problemas sencillos sobre la preparación de disoluciones.



VII. CUESTIONARIO:

Definir los siguientes términos

DILUIR

•En química, la dilución es la reducción de la concentración de una sustancia química en una

disolución.

CONCENTRACIÓN

la concentración de una disolución es la proporción o relación que hay entre la cantidad de

soluto y la cantidad de disolvente, donde el soluto es la sustancia que se disuelve, el

disolvente la sustancia que disuelve al soluto, y la disolución es el resultado de la mezcla

homogénea de las dos anteriores. A menor proporción de soluto disuelto en el disolvente,

menos concentrada está la disolución, y a mayor proporción más concentrada está. 1

El término también es usado para hacer referencia al proceso de concentración, aumentar la

proporción de soluto en el disolvente, inverso al de dilución.

SATURAR

•Un compuesto saturado está formado por moléculas orgánicas que no contienen dobles

enlaces ni triples enlaces carbono-carbono. Se piensa que la saturación de las grasas

determina su capacidad de bloquear el sistema circulatorio de la sangre en el cuerpo.

•Una disolución saturada es la que contiene la mayor concentración de soluto posible en un

volumen de disolvente dado y para cierta temperatura. Una solución sobresaturadacontiene

más soluto del que puede ser disuelto en el disolvente a esa temperatura; normalmente se

consigue al bajar la temperatura o por evaporación del disolvente en una solución saturada.

En este caso, la adición de cristales de soluto puede provocar su precipitado.

SOLUTO

Cuando se realiza una disolución, se le llama soluto al compuesto de menor proporción al

solvente.

Esta sustancia se encuentra disuelta en una determinada disolución de cualquier elemento. En

lenguaje común, también se le conoce como la sustancia que se disuelve,1 por lo que se



puede encontrar en un estado de agregación diferente al comienzo del proceso de disolución

y experimentar una transición de fase.

Lo más habitual es que se trate de un sólido en un disolvente líquido, lo que origina una

solución líquida. Una de las características más significativas de una disolución suele ser su

concentración de soluto, es decir la medida de la cantidad de soluto contenida en ella.

Otra característica a considerar sería la facilidad para disolverse o solubilidad que pueda

presentar en el disolvente. La solubilidad de un compuesto químico depende en gran medida

de suestructura molecular.

SOLVENTE

Un disolvente o solvente es una sustancia que permite la dispersión de otra sustancia en esta

a nivel molecular o iónico. Es el medio dispersante de la disolución. Normalmente, el

disolvente establece el estado físico de la disolución, por lo que se dice que el disolvente es el

componente de una disolución que está en el mismo estado físico que la misma. Usualmente,

también es el componente que se encuentra en mayor proporción.

Saturado

•Un compuesto saturado está formado por moléculas orgánicas que no contienen dobles

enlaces ni triples enlaces carbono-carbono. Se piensa que la saturación de las grasas

determina su capacidad de bloquear el sistema circulatorio de la sangre en el cuerpo.

•Una disolución saturada es la que contiene la mayor concentración de soluto posible en un

volumen de disolvente dado y para cierta temperatura. Una solución sobresaturadacontiene

más soluto del que puede ser disuelto en el disolvente a esa temperatura; normalmente se

consigue al bajar la temperatura o por evaporación del disolvente en una solución saturada.

En este caso, la adición de cristales de soluto puede provocar su precipitado.

MOLES



Es la unidad con que se mide la cantidad de sustancia, una de las siete magnitudes físicas

fundamentales del Sistema Internacional de Unidades.

Dada cualquier sustancia (elemento o compuesto químico) y considerando a la vez un cierto

tipo de entidades elementales que la componen, se define como un mol a la cantidad de esa

sustancia que contiene tantas entidades elementales del tipo considerado, como átomos hay

en 12gramos de carbono-12. Esta definición no aclara a qué se refiere cantidad de sustancia y

su interpretación es motivo de debates

VIII. BIBLIOGRAFÍA:

BROWN, Le MAY & BURSTEN. (2004) Química. La Ciencia Central. Pearson

Educacion -Prentice Hall.

R. Chang, QUIMICA, 7ª Edición, McGraw-Hill, 2002.

Mora González V. Química Bachillerato ST Editorial

PETRUCCI , HARWOOD & HERRING (2003) Química General. 8va Ed. Pearson

Educacion -Prentice Hall


http://www.mhhe.com/physsci/chemistry/chang/

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