1. Objetivo
El objetivo de esta práctica es la preparación de dos disoluciones: una de nitrato de plomo (II) y otra de yoduro potásico. Posteriormente, se estudiará la reacción que tiene lugar entre las mismas.
2. Fundamento teórico
Una disolución es la mezcla homogénea de dos o más sustancias que forman una única fase. En una disolución es posible distinguir entre el soluto (la sustancia que suele aparecer en menor cantidad) y el disolvente (la sustancia más abundante).
Las propiedades de una disolución dependen de la naturaleza de sus componentes y también de la proporción en la que éstos participan en la formación de la disolución. La concentración de una disolución es la cantidad de soluto disuelta en una cantidad unidad de disolvente o de disolución.
Existen diferentes formas de expresar la concentración de una disolución. Las que se emplean con mayor frecuencia suponen comparar la cantidad de soluto con la cantidad total de disolución, ya sea en términos de masas, en términos de masa a volumen o, incluso, de volumen a
volumen.
Molaridad. Es la forma más frecuente de expresar la concentración de las disoluciones en química. Indica el número de moles de soluto disueltos por cada litro de disolución; se representa por la letra M.
moles de soluto
M = -----------------------------------------------
volumen en (L) de disolucion
Gramos por litro. Indica la masa en gramos disuelta en cada litro de disolución. Tiene la ventaja de ser una concentración expresada en unidades directamente medibles para el tipo de disoluciones más frecuentes en química (las de sólidos en líquidos).
nº de gramos de soluto
g/l = ----------------------------------------------------
volumen de disolución en litros
Tanto por ciento en peso. Expresa la masa en gramos de soluto disuelta por cada cien gramos de disolución. Su cálculo requiere considerar separadamente la masa del soluto y la del disolvente:
masa de soluto
% (peso) = -------------------------------------- · 100
masa de disolución
Molalidad. Indica el número de moles de soluto disuelto en cada kilogramo de disolvente:
moles de soluto
m = --------------------------------------
mas (kg) de disolvente
Una de las condiciones que se tienen que cumplir para que dos sustancias reaccionen es que se produzca contacto entre sus moléculas. El contacto se puede favorecer, si se trata de sustancias solubles y más si son compuestos iónicos, utilizando disoluciones.
3. Materiales
Vaso de precipitados Espátula
Vidrio de reloj Embudo
Mechero Balanza
Matraz de 100 ml Tubos de ensayo
Cuentagotas Frasco lavador
4. Productos
Nitrato de plomo (II)
Yoduro potásico
Agua destilada
5. Procedimiento experimental
Para preparar las disoluciones acuosas de nitrato de plomo (II) y yoduro potásico, primeramente se calcula la cantidad necesaria para obtener 100 ml de una disolución acuosa de nitrato de plomo (II) de concentración 5 g/l y otros 100 ml de una disolución acuosa de yoduro
potásico de 0,03 M. A continuación, se preparan las disoluciones:
a) Se pesa, en un vidrio de reloj, la cantidad calculada de soluto y se echa en un vaso de precipitados. Posteriormente, se disuelve esa masa en el vaso de precipitados con menos agua destilada de la que haya que meter en el matraz aforado. (ATENCIÓN: el nitrato de plomo (II) es un
producto tóxico por ingestión, inhalación y contacto, por lo que se debe utilizar guantes de plástico para su manejo teniendo la precaución de no inhalarlo y lavar siempre las manos tras la realización de cada operación)
b) Se vierten, con ayuda de un embudo, las disoluciones en dos matraces aforados de 100 ml. Finalmente, se enrasan con ayuda del cuentagotas, se homogeneízan ambas disoluciones y se etiquetan.
Se mezclan a continuación las dos disoluciones del siguiente modo: se vierten 2 ml de la disolución de nitrato de plomo (II) en un tubo de ensayo y se añaden a continuación 2 ml de la disolución de yoduro potásico. ¿Qué ha ocurrido? ¿Se produce un cambio de color o aparece un
sólido? ¿Es transparente el contenido del tubo de ensayo?
A continuación, se calienta hasta ebullición el tubo de ensayo con el precipitado, observando que el compuesto se disuelve de nuevo y desaparece el precipitado. Si no desaparece completamente, se filtra la disolución caliente para eliminar el exceso de precipitado para que la
disolución quede concentrada, por debajo de su punto de saturación a esa temperatura.
Se deja enfriar lentamente la disolución observando cómo, pasado el tiempo, aparece un precipitado en forma de laminillas de color amarillo dorado al que se conoce con el nombre de lluvia de oro.
Finalmente, en una cápsula petri de al menos 8 cm de diámetro se pone agua hasta un poco más de la mitad. Debajo se pone un papel en blanco y se señalan los extremos de un diámetro. En uno de los extremos y, dentro de la cápsula, se añaden unos cristalitos de nitrato de plomo (II) y en
el otro extremo unos cristalitos de yoduro de potasio. Se deben usar las cantidades estequiométricas ya que un exceso de una de ellas, por efecto de ión común, puede variar bastante la solubilidad del yoduro de plomo (II). La cápsula debe mantenerse en reposo. ¿En qué zona de la cápsula empieza la reacción y por qué? ¿Qué conclusiones se pueden sacar de la rapidez con que se mueven los iones? ¿Se obtiene una sustancia amorfa o cristalina?
6. Cuestiones
a) Escriba las operaciones realizadas para el cálculo de las cantidades a añadir para la preparación de las disoluciones.
b) ¿Cuál es la sustancia formada? Escriba la reacción, ajustándola adecuadamente.
c) Explique la diferencia entre los dos sólidos obtenidos. ¿Cuál de los dos es amorfo y cuál cristalino? ¿Por qué es lógico que en un caso sea amorfo y en otro cristalino?
d) ¿Encontró alguna diferencia al disolver el yoduro potásico y el nitrato de plomo (II)? ¿Cuál de las dos disoluciones se quedó turbia? ¿Qué reacción se produce? Escríbala.
e) Explique por qué la masa necesaria es diferente si la sustancia es pura o si está impura.
f) ¿Sabría explicar por qué, si al añadir agua, pasas por encima del enrase, la disolución ya no sirve y no se arregla nada quitando el agua que sobra?
g) ¿Cómo influye la temperatura en la solubilidad?
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