Práctica de Laboratorio: Preparación de soluciones

 

PRÁCTICA DE LABORATORIO: PREPARACIÓN DE SOLUCIONES

OBJETIVO GENERAL

Preparar y caracterizar una solución acuosa de NaCl de 250 mL, determinando sus concentraciones en términos de molalidad, molaridad y porcentaje masa/volumen, con el fin de comprender y aplicar correctamente las diferentes unidades de concentración utilizadas en química.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Aplicar los conceptos teóricos de concentración de soluciones en la determinación de molaridad, molalidad y %m/v.
• Analizar las diferencias entre estas unidades de concentración y su aplicabilidad en distintos contextos científicos e industriales.
• Fomentar el uso adecuado de material de laboratorio en la preparación y análisis de soluciones químicas.

INTRODUCCIÓN
Las soluciones son mezclas homogéneas de dos o más componentes, en las cuales un soluto se disuelve en un solvente. En química, la concentración de una solución puede expresarse de diversas maneras, entre ellas la molaridad (M), la molalidad (m) y el porcentaje masa/volumen (%m/v). Estas unidades de concentración son fundamentales en el estudio de las propiedades fisicoquímicas de las soluciones y su aplicación en diversos campos como la química analítica, la bioquímica y la industria farmacéutica.

La molaridad (M) se define como el número de moles de soluto disueltos en un litro de solución y es ampliamente utilizada en laboratorios y procesos industriales. La molalidad (m), por otro lado, se basa en la cantidad de soluto disuelto en un kilogramo de solvente, lo que la hace útil en estudios de propiedades coligativas. Finalmente, el porcentaje masa/volumen (%m/v) expresa la cantidad de soluto en gramos por cada 100 mL de solución, siendo común en preparaciones farmacéuticas y soluciones comerciales.

El objetivo de esta práctica es preparar una solución de NaCl en agua y determinar su concentración en términos de molalidad, molaridad y porcentaje masa/volumen, aplicando conceptos básicos de preparación de soluciones y medición de concentraciones.

FUNDAMENTO TEÓRICO

Las soluciones son sistemas homogéneos compuestos por un soluto y un solvente. Dependiendo de la cantidad de soluto disuelto, se pueden clasificar en diluidas, concentradas, saturadas o sobresaturadas. En este experimento, se emplea el cloruro de sodio (NaCl) como soluto y el agua destilada como solvente para preparar una solución de volumen definido.

Molaridad (M): se expresa en moles de soluto por litro de solución y es útil en reacciones químicas donde es necesario conocer el número exacto de partículas involucradas. Su fórmula es:

Molalidad (m): se define como los moles de soluto por kilogramo de solvente y es especialmente útil en estudios de propiedades coligativas, como el descenso del punto de congelación y la elevación del punto de ebullición:

Porcentaje masa/volumen (%m/v): se emplea para expresar la concentración en términos de gramos de soluto en 100 mL de solución, siendo frecuente en la industria farmacéutica y química:

A través de la correcta preparación y análisis de esta solución, se reforzará la comprensión de estos conceptos fundamentales en química.

MATERIAL Y REACTIVOS:

• Cloruro de sodio (NaCl).
• Agua destilada.
• Vaso de precipitados de 250 mL.
• Probeta de 250 mL.
• Balanza analítica.
• Espátula.
• Agitador de vidrio.
• Matraz aforado de 250 mL.

PROCEDIMIENTO:

1. Cálculo de la cantidad de soluto:

·       Para esta práctica, prepararemos una solución con 10 g de NaCl.

2. Preparación de la solución:

·       Pesar 10 g de NaCl en la balanza analítica.

·       Agregar aproximadamente 100 mL de agua destilada en un vaso de precipitados.

·       Disolver completamente el NaCl en el agua con la ayuda del agitador de vidrio.

·       Transferir la solución al matraz aforado de 250 mL.

·       Completar el volumen hasta 250 mL con agua destilada.

·       Mezclar bien la solución.

3. Cálculo de las concentraciones:

·       Cálculo de la Molaridad (M)

·       Cálculo de la Molalidad (m)

·       Cálculo del %m/v

CUESTIONARIO:

1. ¿Cuál es la diferencia entre molaridad y molalidad?
2. ¿Por qué la molalidad es más útil en estudios de propiedades coligativas?
3. ¿Cómo afectaría el uso de un solvente diferente al agua en los cálculos de concentración?
4. ¿Por qué es importante disolver completamente el soluto antes de completar el volumen de la solución?
5. ¿Cómo variaría el %m/v si se duplicara la cantidad de soluto manteniendo el mismo volumen de solución?

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

• Chang, R. (2016). Química. McGraw-Hill.
• Petrucci, R., Herring, F., Madura, J., & Bissonnette, C. (2017). Química General. Pearson.
• Atkins, P., & de Paula, J. (2018). Físico-Química. Oxford University Press.

PRECAUCIONES Y CONSIDERACIONES:

• Medir con precisión las masas y volúmenes para evitar errores en los cálculos.
• Asegurar la disolución completa del NaCl antes de completar el volumen final.
• Evitar la contaminación del material de laboratorio.