LABORATORIO DE BIOQUIMICA I PRACTICA 2 DISOLUCIONES DE CONCENTRACION CONOCIDA PREPARACION Y VALORACION VOLUMÉTRICA INTRODUCCIÓN La mayoría de las reacciones estudiadas en bioquímica se efectúan en solución, por consiguiente es importante saber como expresar y como preparar estas soluciones con concentraciones específicas. Las soluciones son mezclas homogéneas, que se clasifican, generalmente, de acuerdo con su estado físico: gaseosas, líquidas y sólidas. Por definición el componente de mayor cantidad en una solución se llama disolvente y el de menor es el soluto. La cantidad de un soluto disuelto en un volumen dado de disolvente, suele expresarse como concentración de soluto. Existen diversas maneras de expresarlas: soluciones molares (M), Normales (N), porcentuales (%), osmolares (Osm), etcétera. En muchas ocasiones es necesario conocer la concentración de soluto en una solución y para poder determinarla se han desarrollado varios métodos analíticos. Uno de los más utilizados, por su sencillez y rapidez, es la titulación o neutralización de ácidos y bases. Ésta se puede llevar a cabo con el uso de indicadores coloridos o bien mediante el uso de un potenciómetro. El método aprovecha las reacciones equivalentes, como la siguiente: NaOH + HCl Æ NaCl + H2O Donde un equivalente de NaOH reacciona con un equivalente de ácido, por ejemplo: 10 ML de una solución 0.1N de NaOH se neutraliza con 10 mL de una solución 0.1N de HCl. Por lo tanto, si se conoce la concentración exacta de una de las soluciones, se puede valorar la solución de concentración desconocida. (N1)(V1)=(N2)(V2) Donde: N1=concentración de la solución valorada V1=volumen empleado de la solución valorada N2=Concentración de la solución problema V2=volumen empleado de la solución problema OBJETIVO GENERAL Que el alumno determine la concentración de una solución problema mediante el método de titulación por neutralización ácido-base. OBJETIVO PARTÍCULAR PRACTICA 2 PREPARACION Y VALORACION VOLUMETRICA… LABORATORIO DE BIOQUIMICA I • • Preparar disoluciones de concentración conocida e identificar los factores que afectan su preparación. Determinar el punto de neutralización ácido-base mediante el uso de indicadores coloridos. MATERIALES Y METODO 1 1 3 1 1 1 1 2 2 3 1 1 1 1 MATERIALES Matraz Volumétrico de 250 mL Matraz Volumétrico de 100 mL Matraces Erlenmeyer de 125 mL Vaso de precipitados de 100 mL Vaso de precipitados de 250 mL Probeta de 25 mL Bureta de 50 mL Pipetas volumétricas de 10 mL Pipetas graduadas de 5 mL Pipetas graduadas de 1 mL Soporte universal y pinzas para bureta Parrilla eléctrica Agitador magnético Piceta con agua destilada 1 MATERIALES Propipeta REACTIVOS Na2CO3 en polvo NaOH en lentejas HCl Concentrado (ρ=1.18 g/mL, 37% p/p) Anaranjado de Metilo Fenolftaleina Etanol Soluciones • Solución de Anaranjado de Metilo (al 1% en agua) • Fenolftaleina (al 1% en etanol) • Agua Hervida METODO Preparación de soluciones 1. Calcular la cantidad necesaria de NaOH para preparar esta disolución (250mL) 2. Pesar el NaOH en la balanza analítica sobre un papel aluminio. 3. En un vaso de precipitados, disolver el NaOH con un pequeño volumen de agua. 4. Después de disolver, verter en un matraz aforado de 250 mL y aforar 5. Tapar el matraz e invertir varias veces. 6. Etiquetar el matraz con el nombre de la solución y su concentración. 1. Calcular el volumen necesario de HCl para preparar esta disolución (100mL). Debe tomarse en cuenta la densidad y pureza del HCl. 2. Con una pipeta graduada medir el volumen de HCl concentrado requerido y colocarlo suavemente en el fondo, dejando resbalar por las paredes el matraz aforado de 100 mL, este debe contener un poco de agua, añadir el agua necesaria hasta llegar al aforo. Tenga cuidado con el acido. Adicione primero el agua y luego el ácido haciéndolo resbalar por las paredes 3. Tapar el matraz e invertir varias veces y guardar a temperatura ambiente la solución debidamente etiquetada. 4. Etiquetar el matraz con el nombre de la solución y su concentración. Valoración de disoluciones por titulación en presencia de Indicadores de pH PRACTICA 2 PREPARACION Y VALORACION VOLUMETRICA… LABORATORIO DE BIOQUIMICA I Valoración de la solución de HCl 1. Pesar tres porciones de aproximadamente 0.3g de Na2CO3 y colocar cada una en diferentes matraces Erlenmeyer. Etiquetar cada uno con el peso exacto de la muestra. 2. Adicionar 25 mL de agua destilada previamente hervida a cada matraz y disolver. 3. Añadir tres gotas de anaranjado de metilo a cada uno de los matraces. 4. Colocar uno de los matraces sobre la parrilla e introducir un agitador magnético, agitar. 5. Aforar la bureta con la solución de HCl preparada, aproximadamente de 0.3N. 6. Abrir la llave de la bureta y adicionar lentamente la solución de HCl con agitación para que se lleve a cabo la reacción. En el momento en el que haya un cambio de color de naranja a rosa que se mantenga estable, dar por terminada la titulación. 7. Anote el volumen de HCl, solución titulante empleado. 8. Repetir dos veces más la valoración en otros dos matraces. 9. Para calcular la normalidad del ácido se emplea la siguiente relación: NHCl = PM − gNa 2 CO3 #e , (mLHCl )(meqNa2 CO3 ) meq = 1000 Valoración de la solución de NaOH 1. Después de obtener el valor aproximado de la solución de HCl, valorar la solución de NaOH preparada en la primera etapa de la sesión. 2. Tomar con una pipeta volumétrica una alícuota de 10 mL de la solución problema (NaOH), colocarla en el matraz Erlenmeyer e introducir el agitador magnético. 3. Adicionar tres gotas de solución de fenolftaleina. 4. Colocar en la bureta la solución de HCl hasta el aforo. 5. Colocar el matraz Erlenmeyer en la parrilla, adicionar un agitador magnético y agitar suavemente. Adicione pequeños volúmenes de la solución de la bureta al matraz que tiene la solución problema y en el momento que haya cambio de color de violeta a incoloro que se mantenga estable, dar por terminada la titulación 6. Repetir dos veces más la valoración en otros dos matraces y determinar un valor promedio. 7. Recuerde guardar la solución de NaOH en un frasco de vidrio limpio y etiquetado. Nota. La solución de HCl y soluciones titutadas, se pueden eliminar en la tarja, manteniendo la llave del agua abierta, para diluir. RESULTADOS 1. Describir los cálculos realizados para preparar las dos soluciones. 2. Con base en los datos obtenidos en la valoración del HCl con el carbonato, calcular cual es la concentración real de la solución de HCl. PRACTICA 2 PREPARACION Y VALORACION VOLUMETRICA… LABORATORIO DE BIOQUIMICA I 3. Haciendo los cálculos necesarios, decir cual es la concentración expresada en molaridad y normalidad de la solución problema de HCl corregida. ANALISIS DE RESULTADOS Entregar al profesor los resultados obtenidos para su recopilación grupal. El análisis de los resultados aplicara para todos los equipos. Después de alcanzar los resultados individuales; compare el CV obtenido entre los equipos. Con base en lo anterior discuta que miembro de cada equipo es el mejor para trabajar en el laboratorio. Por otro lado analice cuales fueron los errores que pueden explicar la obtención de CV más altos. Compare la media de cada uno de los equipos con el valor real y discuta cual de los equipos fue el más exacto. CUESTIONARIO 1. Investigue como se puede expresar la concentración de una solución. 2. ¿Que clase de moléculas son los indicadores que se utilizan en la titulación por neutralización y a que se debe su cambio de color? 3. Elabore una tabla de indicadores y los colores que dan con el pH ácido o básico. 4. ¿Cómo se puede transformar la concentración expresada en normalidad, en términos de la concentración molar y porcentual? 5. ¿Qué es un patrón primario? 6. Calcule la molaridad de cada una de las siguientes soluciones: a. 2.5g de NaOH en 400 mL de solución b. 35 mL de HCl concentrado aforado a 250 mL con agua (HCl: 37% de pureza, densidad 1.18g/mL) 7. Calcule la normalidad de las soluciones de la pregunta anterior. BIBLIOGRAFIA 1. Daniel, W. W. 1991. Bioestadística. Editorial Limusa. México. 2. Day, R. A. y Underwood, A. L. 1989. Química Analítica Cuantitativa, 5ª Edición. Editorial Precentice-Hall Hispanoamericana, México. 3. Day, R. A. Jr., Underwood, A. L. 1989. Química Analítica Cuantitativa 5ª Ed., Prentice-Hall Hispanoamericana, México. 4. Harris, D. C. 1992 Análisis Químico Cuantitativo. Grupo Editorial Iberoamericana, México 5. http://laguna.fmedic.unam.mx/∼leonor PRACTICA 2 PREPARACION Y VALORACION VOLUMETRICA…