Jorge González
Esta es la cuarta práctica que hacemos en el curso, fue realizada el miércoles 17 de diciembre de 2008 en el laboratorio de fisica y química del colegio base.
Con esta práctica hemos intentado hacer reaccionar dos sustancias, una básica (sosa y hidróxido cálcico) y otra ácida (ácido clorhídrico), de forma que al terminar la reacción obtengamos una sal neutra y agua. Para poder hacer esto hay que disolver primero tanto la sosa como el hidróxido cálcico en agua ya que estos se presentan en forma sólida. Cuando ya se han disuelto, hay que echarle fenolftaleína, un medidor líquido del grado de basicidad de un líquido. Cuando ya se ha hecho esto hay que echar el ácido clorhídrico en la cantidad necesaria para conseguir que el producto obtenido sea completamente neutro.
La idea principal que se obtiene de esta práctica es que al reaccionar una sustancia básica y otra ácida se obtiene una sal neutra y agua, es decir que ha tenido lugar una reacción de neutralización (siempre y cuando los reactivos hallan sido utilizados en la proporciones ideales, ya que si no los productos pueden no quedar neutros dependiendo de si ha sido utilizado una mayor o menor cantidad de ácido del necesario)
Los objetivos de esta práctica son entender el concepto de neutralización así como la forma de realizar una reacción química de estas caracteristicas y aprender a utilizar nuevos materiales del laboratorio.
3. Introducción
Esta práctica ha sido realizada en el laboratorio de fisica y química, utilizando dos perlas de sosa y hidróxido cálcico, los cuales hay que disolverlos en 100ml de agua. De esta forma obtendremos el reactivo básico, mientras que el ácido es el HCl.
Esta práctica es muy buen ejemplo para comprender como se realiza una reacción de neutralización en la que al hacer reaccionar una sustancia muy básica con otra muy ácida, se obtiene siempre agua y una sal, esa sal siempre va a ser (o deberia serlo) neutra.
Este apartado explica todos los instrumentos utilizados así como los métodos llevados a cabo y los reactivos y productos que aparecen en la práctica.
4.1. Sosa
Para poder llevar a cabo esta parte de la práctica es necesario:
· Un vaso de precipitados
· Una bureta
· Un varilla de vidrio
· Un papelito medidor del pH
· Fenolftaleína
· Un peso eléctrico
MÉTODOS
Lo primero que hay que hacer es pesar las dos perlas de sosa en el peso. Cuando ya se han pesado hay que disolverlas en un vaso de precipitados con 100ml de agua en su interior. Remover el agua hasta que se han disuelto las dos perlas por completo, y echar unas gotas de fenolftaleína para comprobar el nivel de basicidad que tiene la disolción.
Cuando ya se ha hecho esto, hay que echar ácido clorhídrico en una bureta e ir echandolo gota a gota en la disolución (hay que seguir removiendolo para que el ácido se distribuya y no quede todo en el mismo sitio) hasta que el color que le ha proporcionado la fenolftaleína a la disolución desaparezca pero sin pasarse (hay que tener cuidado puesto que nos podemos echar ácido clorhídrico por exceso, entonces la reacción no habrá salido bien puesto que los productos obtenidos seran un poco ácidos). Hay que medir la cantidad de ácido que se echa en la disolución para que se complete la reacción.
REACTIVOS Y PRODUCTOS
Los reactivos que utilizamos en esta reacción son el hidróxido sódico (NaOH) y el ácido clorhídrico (HCl), que al reaccionar obtenemos cloruro sódico (NaCl) y agua.
Para poder realizar esta otra parte de la práctica necesitamos los mismos instrumentos que en la primera limpios.
MÉTODOS
Lo primero que hay que hacer es, al igual que antes, pesar 0,5g de hidróxido cálcico y disolverlos en un vaso de precipitados con 100ml de agua. Removerlo hasta que se ha disuelto por completo y echarle unas gotas de fenolftaleína. Después hay que echarle, como emos hecho antes, el ácido clorhídrico gota a gota mientras se remueve. Al cabo de unas gotas el color que le ha dado la fenolftaleína a la disolución desaparecerá y abremos acabado la reacción. Hay que mirar el volumen del ácido antes de echarlo y despúes de haberlo hecho para saber la cantidad de ácido que se ha necesitado para realizar la reacción.
REACTIVOS Y PRODUCTOS
Los reactivos que se utilizan son el hidróxido cálcico (Ca(OH)2) y el ácido clorhídrico (HCl) que al reaccionar nos proporcionan cloruro cálcico (CaCl) y agua.
5. Resultados obtenidos
5.1. Cuestiones:
1. NaOH + 2HCl -> CaCl2 + 2H2O
Ca(OH)2 + HCl -> NaCl + H2O
2. Son reacciones de neutralización, en las que reaccionan una base y un ácido de forma que obtenemos una sal neutra y agua. Generalmente son reacciones exotermicas, es decir que desprenden calor.
Dependiendo del ácido y de la base, se pueden dar cuatro tipos de neutralizaciones diferentes:
· Ácido fuerte + base fuerte, en esta reacción el pH se vuelve neutro justo en el punto de equivalencia entre la base y el ácido, es decir, cuando hay la misma cantidad de ácido que de base.
. Ácido fuerte + base débil, para que el pH se vuelva neutro, se necesita una mayor cantidad de base para que no quede nada de ácido libre al finalizar la reacción.
· Ácido débil + base fuerte, en esta reacción el pH es practicamente neutro, simplemente es necesario un poco de ácido para que sea completamente neutra la sal obtenida.
· Ácido débil + base débil, en esta reacción el pH es prácticamente neutro.
Teniendo estos datos, podemos decir que las neutralizaciones que llevamos a cabo en el laboratorio son de ácido fuerte y base débil, ya que utilizamos 1,3ml de HCl en las dos reacciones frente a 100ml de disolución de agua y sosa y agua y hidróxido cálcico, y aún así nos quedo un tanto ácida la reacción, es decir que se necesitaria menos ácido todavia.
3. Para calcular la molaridad de las dos disoluciones que hemos preparado, lo primero que hay que hacer es obtener el numero de moles que se estan utilizando en los dos casos
mediante un factor de conversión:
· 0'2gr NaOH x 1mol NaOH/40gr NaOH = 0'005mol NaOH
· 0'4 gr Ca(OH)2 x 1mol Ca(OH)2/74gr Ca(OH)2 = 0'0054mol Ca(OH)2
Cuando ya tenemos los moles de cada una de las sustancias, ya simplemente tenemos que sustituir en la ecuación (M= nsoluto/Vdisolución).
· Msosa = 0'005mol NaOH/0'2L = 0'025M
· Mhidrox. calcico= 0'0054mol Ca(OH)2/0'2L = 0'027M
Ya tenemos la molaridad de las dos disoluciones.
Para realizar este ejercicio hemos supuesto que la cantidad de volumen (200ml) que teniamos de agua no ha variado al echarle los solutos puesto que no nos han dado el dato de la densidad y no podemos hallar ninguna variación.
4. Ahora vamos a calcular la molaridad de la disolución de ácido clorhídrico que hemos utilizado para llevar a cabo esta práctica:
1) Lo primero que tenemos que hacer es averiguar el número de moles de HCl que hemos utilizado en cada una de las neutralizaciones:
· 0'005mol NaOh x 1mol HCl/1mol NaOH = 0'005mol HCl
· 0'0054mol Ca(OH)2 x 2mol HCl/1mol Ca(OH)2 = 0'0108mol HCl
2) Cuando ya tenemos el número de moles ya se puede calcular la molaridad:
·Mac.clorhídrico= 0'005mol HCl/0'0014L = 3'57M
·Mac.clorhídrico= 0'0108mol HCl/0'0014L = 7'71M
Estas son las molaridades de las dos neutralizaciones.
No tiene sentido utilizarla en esta neutralización ya que es dos a uno, y por tanto no hemos utilizado el mismo número de moles de HCl que de Ca(OH)2.
En este apartado debo decir que los resultados que nos han salido no son, ni mucho menos, los esperados. Ésto se debe a que nos pasamos con la cantidad de ácido clorhídrico, pero a continuación se explicará con más detalle.
Cuando se disuelve la sosa en agua el color de la disolución es prácticamente igual que el del agua sola, es decir, que aparentemente no se ha producido ningun cambio, mientras que en la disolución del hidróxido cálcico, obtenemos un color más blanquecino, un color que nos hace recordar un poco más a la leche que al agua.
Después de disolver las dos sustancias, hay que achar la fenolftaleína. En la disolución de agua y sosa y en el hidróxido cálcico, se obtiene un color rosado. Podemos comprobar al ver el color de las dos disoluciones, cómo la del hidróxido cálcico es más densa que la de la sosa. Ésto se debe a que a pesar de que disolviesemos prácticamente los mismos pesos de ambas sustancias (0'2gr de sosa y 0'4gr de hidróxido cálcico), las cantidades no eran las mismas, ya que la sosa al estar más compacta (recordar que emos utilizado perlas de sosa) que el hidróxido cálcico en polvo, pesa más y por tanto podemos utilizar menos.
Cuando se ha terminado de hacer lo mencionado anteriormente, viene lo más difícil de la práctica, donde más cuidado hay que tener. Cuando ya se tiene el ácido clorhídrico en la bureta y el vaso bajo élla, hay que empezar a echar el HCl despacito, gota a gota y seguir removiendolo. Al cabo de unas pocas gotas el color que le dió la fenolftaleína a la disolución desaparecerá quedando el mismo color que tenía antes de haberla echado. Cuando terminamos de hacer la reacción medimos el pH y obtenemos que tanto en la reacción de la sosa como en la de el hidróxido cálcico, han quedado muy ácidos, el nivel del pH de la primera es igual a 1, es decir, lo más ácido, y en la del hidróxido cálcico, nos sale que el pH es 3'5 aproximadamente.
6. Conclusiones
disolución y se torna rosa, quiere decir que son alcalinas, es decir que son básicas.La principal conclusión que se obtiene es que evidentemente hemos utilizado demasiado HCl puesto que el pH de ambas reacciones nos tendría que haber quedado completamente neutro, y nos ha quedado en la primera un reacción acidísima, y en la segunda también ácida pero no tanto como en la otra. A pesar de estos resultados, sabiendo como nos tendría que haber quedado, podemos deducir como al mezclar una sustancia básica con una ácida, obtenemos una sustancia neutra, siempre y cuando las cantidades de cada sutancia se encuentren en proporción, es decir, que reaccionen todas sus moléculas.
