Se puede requerir que los estudiantes de secundaria mezclen soluciones químicas cuando se encuentren con experimentos de laboratorio. Es importante mezclar adecuadamente los productos químicos en una solución química útil. Algunas soluciones se calculan como porcentaje de peso, w /v, o porcentaje de volumen, v /v. Otros se basan en molaridad o moles por litro. El químico que se diluye o disuelve se llama soluto y el medio líquido es el solvente. Es importante que los estudiantes comprendan los métodos adecuados para mezclar productos químicos en una solución para realizar un experimento de laboratorio exitoso.
Soluciones basadas en el porcentaje
Determine si el porcentaje de solución se da como w /v o v /v . Las soluciones que se basan en mediciones w /v son generalmente un químico sólido disuelto en un solvente líquido como el agua. Las soluciones basadas en mediciones v /v se diluyen en un líquido.
Calcule la dilución v /v apropiada usando la fórmula C1V1 \u003d C2V2 donde C representa la concentración del soluto y V representa el volumen en mililitros o ml. Un ejemplo sería combinar 95 por ciento de etanol con agua para mezclar 100 ml de 70 por ciento de etanol. El cálculo es 95% X V1 \u003d 70% X 100ml. El volumen desconocido es 73,6 ml de etanol al 95 por ciento con 26,4 ml de agua para hacer 100 ml.
Vierta el soluto líquido en un cilindro graduado o en un matraz volumétrico antes de agregar solvente. Se utilizan cilindros graduados y matraces volumétricos porque las mediciones son más precisas que con vasos de precipitados. Los vasos de precipitados se usan generalmente para volúmenes y mezclas aproximados.
Pese el producto químico sólido apropiado para mezclar una solución p /v. Una solución del 10 por ciento es igual a 10 gramos de químico seco en un volumen final de 100 ml. El soluto agrega volumen y se considera en el volumen final de la solución.
Primero agregue el soluto sólido al vaso de precipitados antes de agregar el solvente. Esto evitará agregar un exceso de solvente a la solución. Debe permitir que el soluto seco se disuelva en disolvente primero antes de agregarlo al volumen total. Vierta la solución en un cilindro graduado o en un matraz volumétrico y agregue solvente para alcanzar el volumen final.
Soluciones calculadas usando la molaridad
Determine si el soluto es sólido o está en forma líquida. La molaridad, o M, de un soluto líquido generalmente se proporciona y solo puede requerir una dilución simple. Un soluto sólido requeriría una medición precisa del peso.
Calcule la dilución del soluto líquido utilizando la fórmula C1V1 \u003d C2V2. La dilución de cloruro de sodio 5 M, NaCl, para obtener 100 ml de solución 1 M se calcularía como 5 M X V1 \u003d 1 M X 100 ml. El valor para V1 es 20 ml con 80 ml de agua para un volumen final de 100 ml.
Vierta el soluto líquido en un cilindro graduado o en un matraz volumétrico antes de agregar solvente. Luego agregue solvente para lograr el volumen deseado.
Determine el peso molecular, MW del soluto seco. El peso molecular se proporcionará en el contenedor químico y la Hoja de datos de seguridad del material, o MSDS. El peso molecular es igual a 1 mol. El cloruro de sodio tiene un peso molecular de 58.4 gramos. Por lo tanto, 58.4 gramos disueltos en un volumen total de 1 litro es igual a una solución 1M.
Calcule el peso en gramos del soluto para obtener 1 litro de solución. Puede calcular el peso en gramos de la molaridad dada de la solución usando la fórmula MW X molarity. Una solución 2M de cloruro de sodio requiere 58.4 gramos X 2M, o 116.8 gramos en 1 litro.
Determine el volumen total requerido para el experimento. El método experimental no requiere necesariamente 1 litro de solución. Puede requerir solo 100 ml o 0.1 litro. El peso en gramos requerido para mezclar una solución de cloruro de sodio 2M en 100 ml es 0.1 litros X 116.8 gramos, o 11.7 gramos de cloruro de sodio.
Primero agregue el soluto sólido en un vaso de precipitados antes de agregar el solvente. Agregue suficiente solvente para permitir que el sólido se disuelva. Vierta la solución en un cilindro graduado o matraz volumétrico y agregue solvente para alcanzar el volumen final.
Ajuste del pH de la solución
Mida el pH de la solución final usando un medidor de pH o pH papel. Un medidor de pH proporciona la medición más precisa. Sin embargo, el papel de pH puede ser suficiente si no hay un medidor disponible. Un ejemplo de tampón es el cloruro de sodio, NaCl en agua.
Determine si el pH es superior, más básico o inferior, más ácido que el pH requerido. El NaCl se disuelve en agua para dar un pH neutro de 7.
Agregue reactivo para cambiar el pH al valor deseado. El reactivo utilizado para cambiar el pH debe estar bastante diluido y no alterar la composición química de la solución. El ácido clorhídrico, 0.1M HCl, se usaría para bajar el pH y el hidróxido de sodio, 0.1M NaOH, se usaría para subir el pH. La combinación de HCl y NaOH en agua produce cloruro de sodio.
Consejos
Los matraces volumétricos son dispositivos precisos para medir el volumen final. Los cilindros graduados también se pueden usar si los matraces volumétricos no están disponibles. Los vasos de precipitados y los matraces Erlenmeyer no son muy precisos para medir el volumen, pero generalmente se usan para mezclar.
Advertencias
Siempre debe usar equipo de seguridad apropiado al mezclar soluciones químicas, incluida protección para los ojos. Los ácidos y bases utilizados para ajustar el pH pueden ser perjudiciales para los ojos. Otros productos químicos producen humos nocivos y pueden requerir una campana extractora. La MSDS generalmente se proporciona con el químico o está disponible en línea y proporciona información importante de seguridad.
