Experimentos de Laboratorio de Química: Disoluciones, Estequiometría y Orgánica

Práctica 3: Conceptos Fundamentales de Disoluciones y Densidad

Parte I: Preparación de Disoluciones y Cálculos de Concentración

En esta práctica, se revisan y aplican los conceptos fundamentales de concentración de disoluciones:

• Densidad: masa de la disolución (g) / volumen de la disolución (mL)
• Porcentaje masa/masa (% m/m): (masa de soluto × 100) / masa de disolución
• Porcentaje masa/volumen (% m/v): (gramos de soluto × 100) / volumen de disolución (mL)
• Molaridad (M): moles de soluto / volumen de disolución (L)
• Molalidad (m): moles de soluto / kilogramos de solvente

Experimento: Preparación de una Disolución de NaCl al 15% (m/v)

Se dispone de 500 mL de una disolución de NaCl al 15% (m/v). El objetivo es determinar la cantidad de NaCl necesaria para preparar 250 mL de disolución.

1. Pese la sal en un vaso de precipitados tarado.
2. Disuelva la sal con 100 mL de agua destilada.
3. Vierta la disolución en un matraz aforado de 250 mL.
4. Lave el vaso de precipitados con agua destilada y vierta el agua de lavado en el matraz aforado.
5. Finalmente, afore el matraz con agua destilada hasta la marca.

Parte II: Determinación de Densidad

1. Transfiera la disolución preparada a una probeta de 250 mL.
2. Introduzca el densímetro y registre la lectura.

Práctica 4: Reacciones Químicas y Rendimiento

Determinación del Reactivo Limitante y Rendimiento de Reacción

Se asigna la cantidad de reactantes. Se debe usar la ecuación balanceada para la reacción:

Na₂CO₃ + CaCl₂ → CaCO₃ + 2NaCl

1. Pese 100 g de Na₂CO₃ en un vaso de precipitados de 100 mL tarado y disuelva en 20.0 mL de H₂O.
2. Determine el reactivo limitante mediante cálculos estequiométricos.
3. Vacíe la disolución del reactivo en exceso (CaCl₂) sobre el reactivo limitante (Na₂CO₃).
4. Observe la reacción durante 7 minutos.
5. Pese el papel de filtro y el vidrio de reloj.
6. Sobre el papel de filtro tarado, filtre al vacío la mezcla de reacción.
7. Lave el precipitado con 10 mL de agua destilada y luego con 10 mL de una mezcla de etanol/acetona.
8. Coloque el papel de filtro con el precipitado sobre el vidrio de reloj.
9. Lleve a la estufa por 30 minutos.
10. Deje enfriar y determine el porcentaje de rendimiento de la reacción.

Práctica 5: Titulación Ácido-Base y Determinación de Concentraciones

Parte I: Estandarización de una Disolución de NaOH

1. Con una pipeta volumétrica, mida 10 mL de disolución de ácido oxálico (patrón primario) y vierta en un matraz Erlenmeyer.
2. Agregue 20 mL de agua destilada (medidos con probeta) y añada 3 gotas de fenolftaleína. Agite la mezcla.
3. Ambiente la bureta con disolución de NaOH y luego llénela con la misma.
4. Agregue la disolución de NaOH por goteo, agitando constantemente, hasta observar un color rosado pálido persistente, lo que indica el punto final de la titulación.
5. Registre el volumen de disolución de NaOH agregado.
6. Repita todo el procedimiento con otra alícuota de ácido oxálico. Si los volúmenes en ambas titulaciones difieren en más de 0.5 mL, repita hasta que los valores coincidan dentro del rango aceptable.
7. Determine, mediante cálculos, la concentración exacta de NaOH usando el promedio de los valores de volumen obtenidos.

Parte II: Determinación de la Concentración de HCl

1. Mida 10 mL de HCl y vierta en un matraz Erlenmeyer.
2. Agregue 20 mL de agua destilada, añada 3 gotas de fenolftaleína y agite.
3. Utilice la bureta con la disolución de NaOH cuya concentración exacta ya ha sido determinada (aproximadamente 0.1 M).
4. Agregue la disolución de NaOH por goteo, agitando constantemente, hasta observar el punto final de la titulación (rosado pálido persistente).
5. Detenga la adición y registre el volumen de disolución de NaOH agregado.
6. Determine la concentración exacta del HCl mediante cálculos estequiométricos.

Práctica 6: Reacciones de Compuestos Orgánicos

I. Reacción de Ácidos Carboxílicos

1. En un tubo de ensayo, vierta 5 mL de disolución de NaHCO₃.
2. Agregue una punta de espátula de ácido salicílico o 10 gotas de una muestra líquida.
3. Observe la reacción. Un intenso burbujeo indica la presencia de un ácido carboxílico.

II. Reacción de Alcoholes: Obtención de Halogenuros de Alquilo (Test de Lucas)

1. En 3 tubos de ensayo rotulados, agregue 1 mL de etanol (alcohol primario), butanol (alcohol secundario) y terc-butanol (alcohol terciario), respectivamente.
2. Agregue a cada tubo 1 mL del reactivo de Lucas (HCl/ZnCl₂).
3. Observe las reacciones y el tiempo de aparición de turbidez o separación de fases.

III. Reacción de Oxidación de Alcoholes

1. En 3 tubos de ensayo rotulados, vierta 1 mL de etanol (se oxida a ácido carboxílico), butanol (se oxida a cetona) y terc-butanol (no sufre reacción), respectivamente.
2. Agregue a cada tubo 4 gotas de H₂SO₄ diluido.
3. Observe los cambios.

IV. Reacción de Aldehídos y Cetonas

a) Reacción con 2,4-Dinitrofenilhidrazina

1. Coloque en un tubo de ensayo 0.3 mL (3 gotas) de 2,4-dinitrofenilhidrazina.
2. Sobre esto, agregue 2 gotas de formalina (aldehído). Observe las reacciones.
3. Repita el procedimiento reemplazando la formalina por acetona (propanona) y observe las reacciones.
4. Luego, repita reemplazando por 2-butanol (control negativo) y observe.

b) Reacción con el Reactivo de Fehling

1. Elija 3 tubos de ensayo.
2. Agregue a cada uno de ellos 10 gotas de una mezcla de 0.5 mL del reactivo de Fehling A y 0.5 mL del reactivo de Fehling B.
3. Agregue al primer tubo 5 gotas de formalina (disolución acuosa de HCHO).
4. Agregue al tercer tubo 5 gotas de acetona.
5. Rotule cada tubo.
6. Coloque los 3 tubos en un vaso de precipitados con agua caliente (baño María).
7. Si es necesario, caliente durante 5 minutos y retire los tubos.
8. Anote las observaciones y escriba las conclusiones.