Práctica 8. Ácidos, bases y medidas de PH

Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey

Campus Puebla

Práctica No. 8

Ácidos, bases y medidas de PH.

Responsable: Mtro. Víctor Hugo Blanco Lozano

Equipo No. 8

Grupo 2

Integrantes del equipo:

Stephania Díaz Lorenzo                            A00397831

Ana Laura Velázquez Gil                           A01325205

Omar Sánchez Jiménez                            A01324800

Jorge Armando Luna Morales                   A01099726

Gabriela Rivera Hernández                       A01325193

Objetivo:

El objetivo principal es que al finalizar esta práctica se sea capaz de preparar diversas soluciones químicas expresadas en distintas formas de concentración, conociendo y familiarizándose con las fórmulas básicas del mismo; como lo es la molaridad, molalidad, normalidad y porcentaje masa-volumen.

A su vez, es indispensable hacer uso de los diferentes métodos para medir el pH de las soluciones mencionadas anteriormente, los cuales serán utilizados con mayor practicidad en cuestiones posteriores, como lo puede ser para la industria, microbiología, medicina, etc.

Introducción:

Se sabe que una disolución o, mejor conocida como solución, es toda aquella mezcla homogénea de dos o más sustancias que consta de un soluto y de un disolvente. Se conoce como soluto a la sustancia que se encuentra en menor cantidad y que está disuelta en el disolvente, el cual aparece en mayor cantidad dentro de la mezcla.

Asimismo, es menester hacer hincapié en el significado de la palabra concentración, ya que, como se ha mencionado anteriormente, a lo largo de la práctica se estará trabajando abstractamente con estos significados. Por lo que una concentración, hablando en términos que química, es la relación existe entre las cantidades de soluto y disolvente dentro de una mezcla. Cuanto mayor sea la proporción de soluto disuelto, mayor será la concentración y viceversa.

Para medir las propiedades de las disoluciones, es necesario tratar con lo que se conoce como propiedades coligativas, las cuales dependen solamente de la concentración del soluto, y no de la naturaleza del mismo. Dentro de la siguiente práctica se trabajó con distintas propiedades, como lo fueron: normalidad, molaridad, molalidad y porcentaje masa-volumen con el fin de obtener la cantidad de gramos de soluto necesarios para la solución o la concentración de la misma.

También se trabajó midiendo la acidez o pH de las mezclas para determinar si la misma era un ácido propiamente dicho, o una base. Como se podrá observar a continuación, se utilizó el metro de pH como el método primordial para medir dicha propiedad e identificar características principales de la mezcla.

Consideraciones teóricas

Una disolución se define como una mezcla homogénea de dos o más componentes que se encuentran en alguna fase, la cual puede ser distinta. Por lo general, el componente que se encuentra en mayor cantidad se denomina solvente, y el componente de menor cantidad como soluto. Existen diferentes tipos se mezclas o disoluciones y las más comunes son aquellas de componentes sólidos, líquidos o gaseosos en un líquido.

Para conocer y determinar las propiedades de una disolución, es importante conocer la concentración de soluto presente en una molécula de disolvente.

Existen diversas formas de medir las propiedades. Entre ellas se encuentran:

La molaridad (M) definida como la cantidad de soluto presente en un litro de solución. Sin embargo, esta no permite medir con precisión dicha cantidad. Existen diferentes unidades de concentración que dan a conocer el número de moléculas de soluto por molécula de solvente. Entre las principales se encuentran la molalidad, fracción molar, porcentaje en peso y las partes por millón.

La molalidad (m) de una disolución es definida como la cantidad de soluto presente en un kilogramo de disolvente.

La fracción molar (X) es definida como la cantidad de cierto componente de una mezcla entre la cantidad total de los componentes presentes en esta.

El porcentaje en peso se define como la masa de un componente de la mezcla entre la masa total de la mezcla, este resultado se multiplica por 100 para obtener un porcentaje.

Las partes por millón hacen referencia a la cantidad relativa en masa; 1.0 millón de gramos.

La normalidad (N) representa la relación existente entre el número de equivalentes de soluto presentes por litro de disolución. El número de equivalente en obtenido de dividir la masa del soluto (en gramos) entre la masa equivalente. La masa equivalente se calcula como la masa molar del soluto (en gramos) entre el número de electrones que se transfieren o el número de grupos hidroxilos (OH^-) o el número de protones que se encuentran (H⁺).

En la vida cotidiana encontramos dos términos vitales para los sistemas biológicos los cuales son grado de acidez y alcalinidad. Arrhenius señala que los ácidos son aquellas sustancias que producen iones de hidrógeno al disolverse y que las bases son las que al disolverse forman iones  OH. A las soluciones acuosas de ambos tipos de sustancias se conocen como electrolitos ya son conductores de electricidad.

El modelo de Bronsted Lowry considera a un ácido como una especie que dona un protón y la base una que lo acepta.

Auto-ionización del agua

Se sabe que el agua no es un compuesto iónico pero se visto que contiene una pequeña cantidad de iones de hidrógeno e hidroxilo.

Fortaleza de ácidos y bases

Los ácidos y bases se consideran fuertes cuando ionizan completamente al disolverse en agua y como débiles las que se ionizan parcialmente.

Metro de PH

El mejor instrumento de PH es el metro de PH, el cual mide el voltaje producido por los electrodos.

Desarrollo

Disolucion de	Concentración	Cantidad (ml)	pH	[H+]	pOH
Cloruro de Sodio	2%	250	-.5340	3.41	13.94
Dextrosa	1.5%	250	1.07958	0.8398	12.92
Hidróxido de sodio	1.0M	100	-0.6020	1.99	13.69
Cloruro de potasio	0.2M	100	-.3010	1.99	13.6989
Ácido Clorhidrico	0.1N	50	8.69X10-4	.9980	13.9991
Ácido Sulfurico	1.5N	50	0.1249	0.75	13.851
Hidróxido de amonio	0.1N	50	-0.5446	0.285	13.455

NaCl

Masa= (%masa/v)(ml de solución)                                   Masa=   (2%)  (250ml) = 5g

                       100                                                                                          100             

N= .      a        . = .        5        . =     0.855

           Mm                58.44

M=  moles de soluto = 0.855 =     3.42

          Disolución            .250

pH=-Log(3.42)  =  -.05340

pOH=14-Ph= 13.94

H+=10^-pH =3.41

C6H12O6

Masa= (%masa/v)(ml de solución)                                   Masa=   (1.5%)  (250ml) = 3.75g

                       100                                                                                            100             

N= .      a        . = .        3.75        . =     .020814

           Mm                   180.16

M=  moles de soluto = .020814 =     .083256

          Disolución            .250

pH=-Log(3.42)  =  -.1.07958

pOH=14-Ph= 12.92040

H+=10^-pH =0.8398

NaOH

pH=-Log(4)  =  -.06020

pOH=14-Ph= 13.39

H+=10^-pH =3.99

KCl

pH=-Log(2)  =  -.3010

pOH=14-Ph= 13.69

H+=10^-pH =1.99

 HCl

Masa soluto= (peso moleculardel soluto)(volumen del solvente) (N)

                                              #   partes

Masa soluto= (36.46094)( 0.05 ml) (.1) = 1.823

                                     1

Nmoles= 1.823     = 0.0499

              36.4694

M= 0.0499 =.998

         .050

pH=-Log(.998)  =  8.69x10^-4

pOH=14-Ph= 13.9991

H+=10^-pH =.99980

 H2SO4

Masa soluto= (peso moleculardel soluto)(volumen del solvente) (N)

                                              #   partes

Masa soluto= (98.079)( 0.05 ml) (1.5) = 3.6779625

                                     2

Nmoles=    3.6779625     = 0.0375

                  98.079

M= 0.0375 =.75

         .050

pH=-Log(.75)  =  0.1249

pOH=14-Ph= 13.851

H+=10^-pH =.75

NH4OH

Masa= 0.175

M= .175  =3.50

        .05

pH= -Log(3.5045)=-0.5446

pOH= 13.45536

H+=0.258

Experimento 2: Preparación de soluciones ácidas y uso de indicadores:

Soluciones acuosas	Fenoftaleína	Naranja de metilo	Azul de bromotimol
1	Incoloro	Amarillo	Rojo
2	Rojo	Amarillo	Rojo
3	Amarillo	Amarillo	Rojo
4	Incoloro	Azul	Amarillo

Imagen

Experimento 3: Preparación de soluciones básicas y uso de indicadores

Soluciones acuosas	Verde de bromocresol	Azul de timol	Amarillo de alizarina
10-	Rosa claro	incoloro	Naranja
11-	rosa	incoloro	Naranja
12-	rosa	incoloro	Naranja claro
13-	rosaclaro	incoloro	Naranja

Experimento 4: Preparación de indicador derivado de fruta o planta

Soluciones acuosas	Verde de bromocresol	Azul de timol	Amarillo de alizarina
1 Rosa	Azul marino	Naranja	Ámbar
2 Turbio	Ámbar	Naranja	Incoloro
3 Turbio	Ámbar	Rojo	Rosa turbio
4 Turbio	Ámbar	Rojo	Rosa tenue
10 Turbio	Ámbar	Naranja	Rosa tenue
11 Rosa intenso	Azul	Naranja	Rosa tenue
12 Turbio	Ámbar	Rojo	Rosa
13 Turbio	Ámbar	Naranja	Rosa turbio

Experimento 5: Uso de indicadores para estimar el pH de los productos de uso doméstico.

	Vinagre incoloro: Ácido	Limpiador con amoniaco: Base
Fenoftaleína	Incoloro – PH: 8.1-10	Rosado fuerte – PH: 8.1-10
Naranja de metilo	Rojo      – PH: 0.1-4.3	Naranja           –PH: 0.1-4-3
Azul de bromotimol	Amarillo –PH: 6.1	Azul                 –PH 6.1
Extracto de planta	Anaranjado claro	Naranja

Cuestionario

1.-El ácido clorhídrico es un  ácido fuerte. Halle la concentración de H3O y OH en una solución de HCl 0.25 M.

pH= -log[0.25M]   

pH= 0.60          

[H₃O]= anti logaritmo del pH

[H₃O]= 0.25M

Kw   =   [H+] [OH-]   =   [1 x 10-7] [1 x 10-7]   =   1 x 10^-14

[OH-]  = (Kw/[H+]) = (1 x 10^-14/)

[OH-] = 3.98 x 10^-14

2.-Calcule el pH de una solución para la cual H3O es 3.4x10-3 M.

pH = -log (H₃O)

pH = -log[3.4x10-3]

pH = 2.46

3.-Si el pH de una solución es 4.30, calcule la concentración de H3O en la solución

[H₃O]= anti logaritmo del pH

[H₃O]= anti log (-4.30)

[H₃O]= 5.01 x 10^-5M

4.-Determine si una solución será acida, básica o neutral conociendo la sig. información:

a) pH=10.20 Básico

b) [H3O] = 3.4x10-3 M = pH de 2.46 por lo tanto es ácido

c) pOH = 2.10 = pH = 11.9 Básica

d) H3O = OH Neutro

e) OH = 6.2x10-12 M = pH = 2.79 por lo tanto es ácida

5.- Considérese el caso de una muestra de agua de rio a la que se desea medir su concentración de carbonatos, cloruros y sulfatos. Ya que la concentración de estos iones en el agua de rio se nota muy alta como para realizar la medición directamente, normalmente se procede a diluir la muestra, antes de realizar la medición propiamente dicha. Supóngase entonces que se toman 50 mL de la muestra original en un matraz aforado y se diluyen a 500 mL de agua destilada. Luego de homogeneizar la disolución recién preparada, se toman 20 mL de esta disolución en un matraz aforado y se diluyen nuevamente en un matraz aforado a 500 mL con agua destilada. Si posteriormente se realizan las determinaciones sobre la segunda disolución y se encuentra que en ellas las concentraciones de calcio, cloruro  y magnesio son respectivamente 25, 95 y 55 ppm ¿Cuál será entonces la concentración de estos elementos en la muestra original?

C₁V₁=C₂V₂

Datos:

50ml + 500ml

20ml + 500ml

Calcio                         Cloruro          Magnesio

25ppm                       95ppm           55ppm

6.- Suponga que un vertimiento de aguas  negras residuales de 10 litros por segundos que contiene 525 mg/L de ion cloruro descarga a un cauce receptor de 85 litros por segundo que contiene 10 mg/L de ion cloruro. Calcule cuál será el efecto sobre el cuerpo de aguas receptor.

El primer vertimiento tiene una concentración molar de:

M= #moles/L

M= (gr/pm)/L

M= (5.25/35.427)/10

M= 0.014

El cauce receptor tiene una concentración molar de

M= #moles/L

M= (gr/pm)/L

M= (0.01/35.427)/85

M= 0.000003321

Lo cual quiere decir que cada segundo, a la concentración molar del cauce receptor se le adiciona una concentración molar de 0.014M de ion cloruro proveniente del vertimiento de aguas negras

7.- a) Cual  será el  volumen de agua que se debe agregarse a 500 ml de una solución 1.5M de NaOH para hacerla 0.250 M  y  b) Una solución de NaOH concentrada está al 19.3 M y tiene una densidad de 1.53 g/ml. ¿Cuál es el porcentaje en masa de la solución?                                                                                

M= (#moles/Lsolución)

1.5M = (#moles/0.5L)

#moles = 0.75moles

Para hacer una solución al 0.250M

0.250M= (0.75moles/Lsolución)

L= (0.75moles/0.250M)

L= 3

8. Preparar  250 mL de disolución 0,1 M de CuSO4, partiendo del comercial: CuSO4 . 5 H2O. ¿ Cuánto  se debe  pesar de reactivo  hidratado?

M = (#moles/Lsoln)

0.1M = (#moles/0.25L)

#moles= (0.1/0.25)

#moles= 0.025moles

#moles= (gr/masa molecular)

0.025moles = (gr/248.73 gramos por cada mol)

gr= 6.21825

Como el CuSO4 comercial está al 98% de pureza, la masa real sería

(6.21825 * 98)/100

Masa real= 6.09 gr

9.- ¿Cuántos litros de agua oxigenada al 30% deben combinarse, con cuántos litros de  agua oxigenada al 5%, para obtener 25 litros de una solución de agua oxigenada al 15%?

“a” litros de agua oxigenada al 30% es decir

30% H2O2 y 70% H2O osea 3a/10 de agua oxigenada y 7a/10 de agua normal

“b” litros de agua oxigenada al 5% es decir

95 litros de agua y 5 litros de agua oxigenada osea 95b/100 y 5b/100

Para obtener una solución de 25 litros al 15% quiere decir que

De los 25 litros, 3.75 serán de agua oxigenada

7a/10 + 95b/100 =  21.25

3a/10 + 5b/100 = 3.75

70a/10 + 95b/100 =  21.25

30a/10 + 5b/100 = 3.75

30 (70a + 95b) = 2125

-70 (30a + 5b) = 375

2100a + 2850b = 63750

-2100a – 350b = -26250

2500b = 37500

b =  15

30a + 5(15) = 375

a= 10

Se necesitan  10 litros de H2O2 al 30% y 15 litros de H2O2 al 5% para lograr la disolución

Conclusión

El manejo y el conocimiento sobre la preparación de disoluciones son temas clave para el conocimiento de la química experimental, por un lado en la parte teórica con ayuda  de las fórmulas de normalidad,  molaridad y todas las fórmulas para obtener las concentraciones y por otro lado, llevando esto a la práctica con algunos ejemplos desarrollando más la habilidad para trabajar con los materiales del laboratorio y las cantidades necesarias para trabajar.

Además se conoció la forma de medir el PH de las sustancias y a utilizar el instrumento de medición  de PH y, así mismo, conocer lo que esta medición determina.

Ésta práctica requirió de conocimientos teóricos previos no sólo en el tema de concentraciones de soluto en una mezcla, sino también de volumen y densidad.  Sin embargo en ésta sesión se logró ampliar el conocimiento de estos puntos de la química, tomando en cuenta la forma correcta de preparar una disolución, las cantidades necesarias y los métodos para preparar soluciones líquidas.

Referencias

Chang, R. (2007). Química (9a. Edición ed.). México, D.F.: Mc Graw Hill.

Definición.De. (2008). Definición de Disolución. Recuperado el 10 de Febrero de 2013, de Definición.De: http://definicion.de/disolucion/#ixzz2KerxHoM4

Enríquez García, R. (s.f.). Concentración de iones H+ y pH. Recuperado el 10 de Febrero de 2013, de Proyecto INFOCAB SB 202507: http://prepa8.unam.mx/academia/colegios/quimica/infocab/unidad226.html

Méndez, Á. (18 de Mayo de 2010). Cálculo de pH. Recuperado el 10 de Febrero de 2013, de Química: http://quimica.laguia2000.com/conceptos-basicos/calculo-de-ph

Rodríguez Porca, P. L. (2010). Cálculo de pH. Recuperado el 10 de Febrero de 2013, de Química.

Práctica 6. Destilación simple y cromatografía en papel.

Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey

Campus Puebla

Práctica No. 6

Destilación simple y cromatografía en papel.

Responsable: Mtro. Víctor Hugo Blanco Lozano

Equipo No. 8

Grupo 2

Integrantes del equipo:

Stephania Díaz Lorenzo                            A00397831

Ana Laura Velázquez Gil                           A01325205

Omar Sánchez Jiménez                            A01324800

Jorge Armando Luna Morales                   A01099726

Gabriela Rivera Hernández                       A01325193

Objetivo:

El objetivo fundamental de esta práctica es aprender a separar los diversos componentes de las mezclas a través de los métodos de destilación simple y cromatografía en papel, con el fin de conocer un poco más las herramientas que nos brinda la química experimental en esta área.

Introducción:

A través de la historia, comenzando por la alquimia y llegando a lo que hoy se conoce como la ciencia formal de la química, se ha aprendido a diversificar los métodos de separación de mezclas en sus componentes que se utilizan en la experimentación e investigación científica, con el fin de facilitar los procesos subsiguientes.

Dos de los métodos usados más comúnmente en el área de las ciencias químicas se conocen como destilación simple y cromatografía, los cuales se estarán probando en la práctica presente destilando la esencia de la hierbabuena y el color de la tinta de un lapicero respectivamente.

Gracias a la destilación simple, ésta nos permite la separación y purificación de sólidos en líquidos, o bien, la separación de un líquido en sus impurezas no volátiles. En cambio, la cromatografía permite separar sustancias mucho más complejas en el mismo intervalo de tiempo, pero conteniendo en ellas una fase móvil que consta de un fluido, que arrastra la muestra a través de un sólido o líquido.

Consideraciones Teóricas

La destilación simple es una técnica de separación de solvente,  de componentes de una mezcla líquida o de separación y purificación de sólidos disueltos. Con esta se pretende eliminar impurezas de una mezcla.

Este tipo de destilación está formada por dos fases, en una primera fase la sustancia líquida pasa un estado gaseoso a través de calentamiento. En la segunda fase el gas es condensado, liberando un líquido puro.

Cromatografía

La cromatografía es un proceso que se utiliza para separar y en algunos casos para identificar componentes de una muestra. Estos son distribuidos en dos fases: estacionaria y móvil.

La primera fase, puede ser un sólido o un líquido soportado en un sólido o en un gel (matriz). La segunda fase puede ser empaquetada en una columna, extendida en una capa, distribuida como una película, etc.

Cromatografía en papel

La cromatografía en papel se realiza mediante un disolvente que se mueve sobre hojas o tiras de papel de filtro.

Junto a uno de los extremos de un papel filtro, debe depositarse una gota de la solución que contiene la mezcla a separar. Esta gota debe secarse para obtener la marca de las sustancias mezcladas.

El extremo más cercano a la marca debe introducirse en un disolvente apropiado sin tocar la marca. El disolvente avanza a lo largo del papel pasando sobre la marca, arrastrando las sustancias que esta contiene.

Finalmente el disolvente debe secarse después de un tiempo y se observan las sustancias separadas.

Constante Rf

La constante Rf (Factor de retención) es una forma de denotar la posición de un compuesto sobre una  placa como una fracción decimal, esta constante determina la retención de un componente.

La distancia recorrida se determina desde centro de la marca. El máximo valor de Rf posible es de 1, el valor ideal de Rf se encuentra entre 0.55 y 0.7. Si se quiere saber si dos compuestos son iguales, ambos son colocados sobre la misma placa y desarrollados con diversos eluyentes. Posteriormente se calculan los Rf. Si son distintos se trata de diferentes sustancias; de lo contrario, si son iguales se trata de la misma sustancia.

Desarrollo

En esta sesión de laboratorio hubo que realizar dos prácticas, la primera consistió de la destilación simple y la segunda se trató de la cromatografía. La primera fue utilizada para separar la esencia de un sólido vegetal (té limón) del resto de sus componentes. En la segunda práctica se evidenció el Rf (factor de retención) de una gota de tinta de bolígrafo en 6 diferentes muestras de papel cromatográfico con 6 diferentes disolventes.

Para el desarrollo de la primera práctica, el primer paso consistió en armar el equipo de destilación simple, que es relativamente más sencillo que en el que se usó para la destilación por arrastre de vapor.  Una vez armado, con un mechero se calentó el matraz donde se contuvo al solido vegetal. Pasados unos minutos comenzó a evaporarse la fase líquida donde se desprendió el aceite que se pretendía aislar del resto de los compuestos. Al refrigerante se le hizo pasar agua para mantener una temperatura más o menos fría. Finalmente la fase liquida del experimento comenzó a evaporarse  y a subir hacia el refrigerante. Ahí el cambio de temperatura hizo pasar nuevamente al vapor de estado gaseoso al estado líquido y se almacenó en un vaso de precipitados.

Al obtener aproximadamente 100 ml. El líquido se almacenó en un embudo de decantación donde por diferencia de solubilidad se separó el aceite del agua. La parte acuosa se desechó para continuar trabajando con la parte aceitosa. A dicha parte se le agregó acetato de etilo para facilitar su separación.

Finalmente se esperó a que todo el acetato se volatizara por completo y la esencia fuera almacenada en un matraz Erlenmeyer

Cabe aclarar que en este tipo de separación, no se  obtuvo una coloración tan cristalina como ocurrió cuando se realizó el experimento pero con la técnica de arrastre de vapor, lo cual evidenció que se colaron muchas impurezas en el aceite destilado.

Para la práctica de la cromatografía, el primer paso que se realizó fue 5 trozos de papel filtro de 1 x 5 cm. A todas se les hizo una marca aproximadamente a 1 cm desde la base hacia arriba. Se desarmó un bolígrafo para extraer una pequeña gota de tinta y colocarla en a la altura donde se marcó la línea. Esto se repitió con cada uno de los papeles filtro.

Posteriormente se cortaron 5 pedazos de masking tape asignándoles un número del 1 al 5. Se tomaron 5 tubos de ensaye y a cada uno se le pegó un pedazo de cinta marcada. Esto con el fin de poder identificarlos y se colocaron en una gradilla.

Para realizar el experimento, se utilizaron 4 compuestos orgánicos que se obtuvieron en la campana de extracción y uno inorgánico (agua). Los compuestos y los números asignados a cada uno fueron los siguientes:

1.    Hexano

2.    Tolueno

3.    Etanol

4.    Acetona

5.    Agua

La práctica indicaba que se agregaran 1.5 ml de compuesto en cada tubo de ensaye, pero se decidió cambiar a 1.0 ml ya que con la cantidad anterior, la gota de tinta quedaba sumergida en el líquido y ello podría afectar el resultado.

 Con la nueva medida, cada papel se introdujo en un tubo de ensaye y se esperó a que se absorbiera el agua arrastrando la tinta a su paso.

Cuestionario

1. Describe los siguientes términos:

a).- Capacidad de intercambio de una columna

Los métodos de intercambio iónico se basan en la distribución de especies iónicas  entre una solución externa y una  fase sólida (resina).

b).- Esponjamiento de una columna.

Aumento  de la anchura de base de un soluto a medida que se desplaza desde el punto de inyección al detector.

c).- Agua de retención

La retención se basa en la atracción electrostática entre los iones en solución y las cargas inmovilizadas a la fase estacionaria.

d).- La constante Rf

Es una manera de expresar la posición de un compuesto sobre una placa como una fracción decimal y mide la retención de un componente

2. ¿Cuál es la diferencia entre Cromatografía analítica y preparativa?

La diferencia principal entre la cromatografía  analítica y preparativa reside en el objetivo que se busca, de esta manera para un proceso de cromatografía  analítica el objetivo es obtener información referente a la  muestra, mientras que en el caso de la cromatografía  preparativa la intención es colectar fracciones de las  sustancias que componen la muestra

3. ¿Cómo se define una destilación simple y cuáles son sus características?

La destilación simple se usa para separar de líquidos (con p.e. <150ºC) de impurezas no volátiles, o bien separar mezclas de líquidos miscibles que difieran en su p.e. al menos en 25ºC. Además, dichos líquidos deben presentar puntos de ebullición inferiores a 150ºC a presión atmosférica. Para que la ebullición sea homogénea y no se produzcan proyecciones se introduce en el matraz un plato poroso (o agitación magnética)

Para llevar a cabo una destilación sencilla se requiere un sistema que consiste en un matraz de destilación, una T, un condensador y una alargadera donde se encaja un matraz colector (previamente pesado)

4. ¿Qué es un azeótropo en términos de destilación?

Los azeótropos son mezclas de dos o más componentes, cuyas proporciones son tales que el vapor producido por evaporación parcial tienen la misma composición que el líquido. Cuando en una mezcla se encuentra en el punto del azeótropo (mezcla azeotrópica), dicha mezcla no puede ser destilable o separada en sus componentes.

5. ¿Cómo se define una destilación fraccionada y cuáles son sus características?

Si la diferencia que hay entre los puntos de ebullición es demasiado pequeña para que una destilación simple resulte eficiente, es necesario recurrir a destilaciones repetidas. En la práctica se emplea una Ucolumna fraccionadoraU, a través de la cual la fase de vapor y la fase condensada fluyen en direcciones opuestas. La eficiencia de tales columnas se expresa en platos teóricos, Un plato teórico se define como; la unidad de la columna que tiene la misma eficacia en la separación que una destilación simple y se expresa a menudo en cm de altura de la columna.

6. Calcule el Rf de los compuestos A y B mostrados en la siguiente figura:

Rf= distancia del compuesto desde el origen/distancia de la muestra desde el origen.

Compuesto A = 1.59/2.8 = 0.567857

Compuesto B = 2.17/2.8= 0.775

Conclusión

En conclusión existen diversos métodos de separación de mezclas como son la destilación simple y la cromatografía en papel. En la primera, se observa que se separó una sustancia de hojas de té limón de sus impurezas obteniendo un líquido puro.

La cromatografía es el método más utilizado debido a que hay muchas separaciones que son solo posibles de realizar a través de este método y con la práctica se pudo comprobar que no es un método complejo y que tiene resultados muy efectivos.

Así mismo pudimos aprender de manera práctica  dos técnicas más para realizar la separación de mezclas. La destilación simple es la más sencilla de realizar, incluso siendo esta más fácil que la destilación por arrastre de vapor. Sin embargo, solo puede realizarse con sustancias miscibles en agua.

Cabe destacar que el conocimiento de los procesos de separación de mezclas a nivel experimental forma un concepto base para el conocimiento teórico. Esta práctica reforzó los conocimientos previos de separación de mezclas pues se conocieron dos nuevos métodos, así mismo se complementó el conocimiento del funcionamiento del laboratorio.

Referencias

Destilación simple y fraccionada. Punto de ebuliición. (2011). Recuperado el 31 de Enero de 2013, de Scribd: http://es.scribd.com/doc/13408117/4-Destilacion-Simple-y-Fraccionada-Punto-de-Ebullicion

Cerón, G., Salinas, F., Chávez, L., & San Martín, E. (2011). SEPARACION DE ANTOCIANINAS DE ARANDANO POR CROMATOGRAFIA PREPARATIVA. Recuperado el 31 de Enero de 2013, de Sociedad Mexicana de Biotecnología y Bioingeniería: http://www.smbb.com.mx/congresos%20smbb/queretaro11/TRABAJOS/trabajos/V/carteles/CV-33.pdf

Enciclopedia Libre Universal. (27 de Enero de 2008). Azeótropo. Recuperado el 31 de Enero de 2013, de Enciclopedia Libre Universal en Español: http://enciclopedia.us.es/index.php/Aze%C3%B3tropo

Facultad de Química. (Diciembre de 2007). Técnicas Cromatográficas. Recuperado el 31 de Enero de 2013, de UNAM: http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/M.Cromatogrficos_6700.pdf

ITESCAM. (2011). La cromatografía y sus aplicaciones. Recuperado el 31 de Enero de 2013, de http://www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/recursos/r49995.PDF

ITESCAM. (s.f.). Cromatografía de intercambio iónico. Recuperado el 31 de Enero de 2013, de Química Analítica Instrumental: http://www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/recursos/r49956.PDF

Destilación por arrastre de vapor. (s.f.). Recuperado el 03 de febrero de 2013, de                         http://es.scribd.com/doc/54656595/Destilacion-por-arrastre-de-vapor

Guerra, F., Mallén, C., Struck, A., Valera, T., (4 de Junio de 2008). Destilación Simple.         Recuperado el 06 de febrero de 2013, de                      http://fjartnmusic.com/Personal/8o_Semestre_files/DS.pdf

Técnicas cromatográficas. (Diciembre de 2007) recuperado el 07 de febrero de 2013, de             http://alejandria.ccm.itesm.mx/biblioteca/digital/apa/APAelectronicas.html

Soledad, G., Cabrera, D., Izquierdo, M. (s.f.). Destilación. Recuperado el 03 de febrero de 2013,de http://repositorio.sistemauno.com.co/secundaria/quimica_c/Ampliaciones/Ampliacio      n/Quimica%2010/Presiones%20parciales%20ley%20de%20Dalton.pdf

Destilación por arrastre de vapor. (s.f.). Recuperado el 03 de febrero de 2013, de http://es.scribd.com/doc/54656595/Destilacion-por-arrastre-de-vapor

Imágenes

Práctica No. 5 Destilación por arrastre de vapor.

Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey

Campus Puebla

Práctica No. 5

Destilación por arrastre de vapor.

Responsable: Mtro. Víctor Hugo Blanco Lozano

Equipo No. 8

Grupo 2

Integrantes del equipo:

Stephania Díaz Lorenzo                            A00397831

Ana Laura Velázquez Gil                           A01325205

Omar Sánchez Jiménez                            A01324800

Jorge Armando Luna Morales                   A01099726

Gabriela Rivera Hernández                       A01325193

Objetivo:

Aprender a separar en una mezcla sustancias orgánicas, insolubles en agua y ligeramente volátiles de otras no volátiles a través de un método conocido como destilación por arrastre de vapor.

Introducción:

La destilación por arrastre de vapor es la técnica más conocida y mejor empleada para empezar a separar sustancias y/o compuestos orgánicos en distintos componentes, donde los primeros son fácilmente arrastrados por el vapor, mientras que los segundos, ya sean resinas o sales inorgánicas, son más difícilmente arrastrables.

La Ley de Dalton para los gases es una manera muy confiable para explicar más a detalle lo que ocurre con este método. Ésta postula que: “Cuando dos o más vapores, que no reaccionan entre sí, se mezclan a temperatura constante, cada gas ejerce la misma presión que si estuviera solo y la suma de las presiones de cada uno, es igual a la presión total del sistema”. Al ser la destilación por arrastre de vapor, una suma de las presiones de diferentes tipos de gases que se encuentran a temperatura constnte, su punto de ebullición será igual a la presión atmosférica.

Es sabido que el método de arrastre de vapor, es empleado con frecuencia para destilar los aceites esenciales de los tejidos vegetales, por lo tanto, según lo anterior, en la presente práctica se trabajó destilando el aceite esencial de la hierbabuena en un proceso con duración de más de 90 minutos, pero gracias al cual, al final se lograron obtener 80 ml de la sustancia mencionada.

Desarrollo

El primer paso en el desarrollo del experimento consistió en armar el equipo de destilación como se nos indicó previamente. La destilación por arrastre de vapor difiere de la destilación simple en los requerimientos que se necesitan para llevarla a cabo:

•    Este método de destilación se produce cuando las substancias a destilar son inmiscibles.

•    Sustancias ligeramente volátiles

•    Altos puntos de fusión

•    Baja presión de vapor

Una vez armado el equipo de destilación se procedió a introducir el vegetal del cual se planeó extraer los aceites esenciales (Hierbabuena), se agregó agua destilada y se puso a calentar en un calentador magnético. Al matraz kitasato se le agregó también agua destilada. Con un mechero de bunsen comenzó a calentarse el recipiente junto con el agua y con un termómetro de laboratorio se monitoreó cuidadosamente la temperatura del gas que salía hacia el matraz de bola vigilando que no alcanzara su temperatura de ebullición (poco menos de los 100 grados centígrados debido a que en no nos encontramos a nivel del mar y eso influye en el punto de ebullición del agua). El vapor de agua, al entrar en contacto con el vegetal, “arrastró” el aceite liberado en forma de vapor. En este punto cabe mencionar que el agua agregada a la hierbabuena comenzó a hervir en mucho menos tiempo debido a las presiones conjuntas del agua y el aceite en el sistema.

Ambos vapores se hicieron pasar a través del refrigerante donde ocurrió la condensación y el líquido resultante se almacenó en un embudo de decantación. Por diferencia de solubilidad, la mezcla se separó dejando el aceite arriba del agua. Se procuró deshacerse de la mayor parte del agua por medio del mecanismo del embudo de decantación, dejando únicamente la esencia que se extrajo de la Hierbabuena.

Posteriormente se adicionó acetato de etilo (5 ml) para facilitar la separación de la mezcla. Se esperó a que se desprendiera lo que quedaba de agua (lo cual tomo varios minutos) y a que el acetato se volatizara y a la esencia resultante se almacenó en un matraz Erlenmeyer.

Finalmente se desmontó cuidadosamente el equipo de destilación y se limpió adecuadamente el mismo.

Cuestionario

           1.    ¿A qué se le llama destilación por arrastre con vapor?

La destilación por arrastre con vapor es una técnica usada para separar sustancias orgánicas insolubles en agua  y ligeramente volátiles, de otras no volátiles que se encuentran en la mezcla, como resinas o sales inorgánicas, u otros compuestos orgánicos no arrastrables.

2.     ¿Qué es lo que dice la Ley de Dalton? Conteste con palabras y matemáticamente.

Los vapores saturados de los líquidos inmiscibles sigue la Ley de Dalton sobre las presiones parciales, que dice que: cuando dos o más gases o vapores, que no reaccionan entre sí, se mezclan a temperatura constante, cada gas ejerce la misma presión que si estuviera solo y la suma de las presiones de cada uno, es igual a la presión total del sistema.  Su expresión matemática es la siguiente:

                                      PT = P1 + P2 + --- Pn

3.    ¿Cómo se comporta la temperatura de ebullición de una mezcla de líquidos inmiscibles entre sí? ¿Qué son los aceites esenciales? Dé tres ejemplos.

Al destilar una mezcla de dos líquidos inmiscibles, su punto de ebullición será la temperatura a la cual la suma de  las presiones de vapor es igual a la atmosférica.  Esta temperatura será inferior al punto de ebullición del componente más volátil.  

4.    Explique qué material usó y qué resultados obtuvo en su destilación por arrastre con vapor de agua, cuantos mililitros y teóricamente cuanto se puede obtener del producto es rentable, para la producción y en que se puede utilizar el destilado.

Material

Se obtuvieron 250ml de aceite, se puede utilizar como remedios naturistas contra el estrés y el insomnio, además como potencializadores de sabor.

          5.    Menciones 5 productos que deban obtenerse por destilación por arrastre de vapor y cuál es la temperatura a la cual debe controlarse, realice una tabla

 

   

      Conclusión

     En conclusión, existen varios métodos para separar mezclas siendo una de ellas la destilación por arrastre de vapor; la cual nos permite separar ciertos componentes orgánicos que se encuentran en una mezcla. La práctica presente permitió destilar la esencia de la hierbabuena mediante herramientas útiles y adecuadas, manteniendo en todo momento las normas y políticas de seguridad dentro del laboratorio.

      Referencias

     Soledad, G., Cabrera, D., Izquierdo, M. (s.f.). Destilación. Recuperado el 03 de febrero de 2013, de   http://repositorio.sistemauno.com.co/secundaria/quimica_c/Ampliaciones/Ampliacion/Quimica%2010/Presiones%20parciales%20ley%20de%20Dalton.pdf

  Destilación por arrastre de vapor. (s.f.). Recuperado el 03 de febrero de 2013, de http://es.scribd.com/doc/54656595/Destilacion-por-arrastre-de-vapor

   

   UNAM. (2011). Destilació por arrastre con vapor. Recuperado el 03 de Febrero de 2012, de https://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:M0X5YrLx860J:www.iocd.unam.mx/organica/1311/1311pdf10.pdf+&hl=es-419&gl=mx&pid=bl&srcid=ADGEESjC1kiXjGMdtlkafsrWsN9uoi2_G5wbrORLdmPlieWJu1G-niLKwWcaIrFQUrG1xDcpyBHqyNSvni3nr3NbwoF9nc0I2SirOSJYmtnh4Y6fi0iqqzVL8yh0