Análisis de la solubilidad con la temperatura

 

ANÁLISIS DE LA SOLUBILIDAD CON LA TEMPERATURA 

Sara Carrasco Muñoz

18-01-2018 / 25-01-2018

Esta práctica, la hicimos en dos partes en la primera parte  lo que hicimos fue hacer disoluciones, en agua echamos nitrato de sodio (NaNO3) y en otro vaso de precipitados echamos permanganato potásico (KMnO4) y vimos cuántos gramos se podían disolver en agua. En la segunda parte lo que hicimos fue intentar disolver el clorato potásico (KClO3) en agua destilada, pero como no se disolvió todo, lo calentamos para que se disolviera todo el clorato potásico y luego vimos a simple vista como bajaban unos granitos blancos que era el clorato potásico y fue parecido a la lluvia de oro.

El objetivo de esta práctica ha sido observar como depende del soluto se puede disolver una cantidad u otra en el mismo disolvente y que la temperatura ayuda a que se disuelva mejor el soluto en el disolvente.

El primer día cuando llegamos al laboratorio, lo que más me llamó la atención fue que había una sustancia llamada permanganato potásico que era morada y estaba hecha de granitos muy muy pequeños, luego había otra sustancia, esta de color blanca que se llama nitrato de sodio y otra también blanca que no la íbamos a usa ese día, sino al siguiente, según nos había dicho Dani, nuestro profesor, se llama clorato de potasio. Lo primero que hicimos fue etiquetar las sustancias, para no confundir las dos blancas entre sí. Cogimos una de las sustancias blancas, la que era nitrato de sodio y al principio pesamos en la balanza digital el vidrio de reloj le dimos al TARA y echamos 5g en el vidrio de reloj luego  los pesamos con la balanza digital y lo echamos en el vaso de precipitados y al ver que se disolvía bien la fuimos echando de gramo en gramo en 10ml de agua del grifo que fueron medidos con la probeta y luego echados en un vaso de precipitados para que se disolviera mejor el soluto en el agua, la disolución se saturó cuando llevábamos 8g. El siguiente gramo que intentamos echar no se disolvió y precipitó hacia el fondo del vaso de precipitados, es decir, que la solubilidad del nitrato de sodio es de 7g en 10ml de agua y limpiamos bien el vaso de precipitados y la cuchara de laboratorio con la que lo echamos.

Después cogimos la sustancia morada, que se llamaba permanganato potásico e hicimos lo mismo, pero en vez de echarla en los 10ml de agua de gramo en gramo, lo hacíamos de 0.1g en 0,1g, ya que esta sustancia es menos soluble que el nitrato de sodio en agua. Su solubilidad es de 0,6g en 10ml de agua, cuando echamos otro 0,1g no se disolvió y precipitó al final del vaso de precipitados.

La segunda vez que fuimos al laboratorio, estuvimos usando la otra sustancia de color blanca, llamada clorato potásico, con ella hicimos algo parecido a lo que hicimos la vez anterior en el laboratorio. Lo que hicimos fue echar 0,7g en 10ml de agua  destilada en un tubo de ensayo con un embudo de vidrio, para que no se saliera la disolución, y al ver que no se disolvía todo, lo que hicimos fue calentarlo sujetándolo con las pinzas de laboratorio, porque si calientas una disolución, que está sobre saturada entra más soluto que si la dejas a temperatura ambiente. Lo calentamos con el mechero bunsen, donde estaba apoyado en el soporte metálico, el vaso de precipitados lo pusimos en el aro con nuez encima de la rejilla, hasta que llegó a 50ºC y ya se había disuelto todo el clorato potásico, luego hicimos lo mismo que hicimos con la lluvia de oro, es decir, enfriar la disolución con el agua fría del grifo, al hacerlo, vimos que granitos pequeños de cloruro potásico precipitaban hasta el fondo del tubo de ensayo, solamente se podía ver si ponías el tubo de ensayo en un lugar con un fondo oscuro, como la pizarra de laboratorio, empezó a precipitar a los 30ºC aproximadamente, según decía el termómetro de física y química. Luego añadimos otros 0,2g de cloruro potásico con otros 10ml de agua destilada a la disolución que ya teníamos antes y la calentamos hasta 70ºC y luego la enfriamos y volvió a precipitar cuando la disolución estaba a 50ºC aproximadamente. Al calentarlo lo hacíamos al baño maría en un vaso de precipitados y el tubo de ensayo, que era donde estaba la disolución no podía toca el fondo del vaso de precipitados, tenía que estar todo el rato moviéndose para que se disolviera antes el clorato potásico.

 MATERIALES DE LA PRIMERA VEZ   

 QUE FUIMOS AL LABORATORIO     

SUSTANCIAS USADAS EN LA PRÁCTICA 

CLORATO DE POTASIO

NITRATO DE SODIO

PERMANGANATO POTÁSICO             

        

AGUA DESTILADA

                     AGUA DEL GRIFO

MATERIALES DE LA SEGUNDA VEZ 

QUE FUIMOS AL LABORATORIO

DISOLUCIÓN DE                  

CLORATO POTÁSICO            

         

CALENTANDO 

LA DISOLUCIÓN

      VÍDEO DE CÓMO CALENTÁBAMOS

                          LA DISOLUCIÓN

VÍDEO EN EL QUE 
ECHÁBAMOS NaNO3

VÍDEO EN EL QUE                         

                  ECHÁBAMOS KClO3                    

                    

VÍDEO EN EL QUE 

ECHÁBAMOS KMnO4

En esta práctica de laboratorio, lo que he aprendido, ha sido que en 10ml de agua no entra siempre la misma cantidad de soluto de una sustancia, que de otra, ya que la cantidad de soluto que se puede disolver en una cantidad determinada de disolvente es limitada.

 1) Completa la tabla siguiente con los datos experimentales de la cantidad de cada uno de los
solutos disueltos en 10 ml de agua a la misma temperatura:

 Compuesto                             Temperatura de la disolución (ºC)          Masa soluto disuelta

 NaNO3                                                       20ºC                                                       8g

 KMnO4                                                      20ºC                                                       0,6g

 KClO3                                                        20ºC                                                       0,7g

¿Cuál de los compuestos analizados es más soluble a temperatura ambiente?
El compuesto que es más soluble a temperatura ambiente es el nitrato de sodio.

 2) A partir de los datos obtenidos y de las indicaciones dadas en el procedimiento experimental,
construir la siguiente tabla para la solubilidad absoluta de cada soluto 

 Compuesto                             Temperatura de la disolución (ºC)         Solubilidad (g de sal  

 por cada 100g de agua)       

 NaNO3                                                       20ºC                                                       80g

 KMnO4                                                      20ºC                                                       6g

 KClO3                                                        20ºC                                                       7g

 3) Si los valores teóricos de la solubilidad en agua a 20ºC de cada uno de los componentes es:
a) Solubilidad del nitrato de sodio (NaNO3) = 88 g en 100 g de agua.
b) Solubilidad del permanganato potásico (KMnO4) = 6,38 g en 100 g de agua.
c) Solubilidad del clorato de potasio (KClO3) = 7,31 g en 100 g de agua.
¿Coinciden los resultados con los obtenidos de manera experimental? Justifica la respuesta.

 No, no coinciden, porque lo que nos da a nosotros es aproximado, ya que puede variar un poco y depende de si en concreto hemos echado 10,2ml o 10ml exactos. También depende del solutoque hayamos echado 0,1g más y en la báscula, no lo ponía.

4)  Considerando la densidad del agua como de 1 g/cm3 , calcula la concentración inicial de cada una de las disoluciones en gramos por litro y en porcentaje de masa.

Porcentaje de masa= msoluto*100/mdisolución

Porcentaje de masa de NaNO3= 8*100/18= 44.4%m

Porcentaje de masa de KMnO4= 0,6*100/10,6= 5,66%m

Porcentaje de masa deKClO3= 0,7*100/10,7= 6,54%m

5) A partir de los datos obtenidos en el procedimiento experimental, construir la siguiente tabla para la solubilidad absoluta del clorato de potasio a diferentes temperaturas:
Compuesto                      Temperatura de la disolución (ºC)            Solubilidad (g de sal disuelta

 por cada 100g de agua)      

                                                        10ºC                                                                        5g

                                                        30ºC                                                                        10g
KClO3                                            50ºC                                                                        19g

                                                        70ºC                                                                        31g

6) Con los datos de la tabla anterior, dibujar la gráfica de solubilidad o curva de solubilidad de cada una de las sales en función de la temperatura, expresada ésta en ºC. La gráfica se realizará en papel cuadriculado o por medios informáticos.

7) Compara, la curva de solubilidad obtenida de manera experimental con la curva de solubilidad del clorato de potasio que se muestra a continuación:

¿Coinciden los resultados teóricos con los obtenidos de manera experimental? Justifica el por qué de las diferencias en caso de que las hubiera. 

No son los mismos resultados porque lo que nos da a nosotros es aproximado y puede que hayamos medido mal o el volumen o la masa del soluto del disolvente.

8) Con ayuda de la imagen del ejercicio anterior, contesta a las siguientes cuestiones sobre la solubilidad:

a) ¿Qué masa de clorato de potasio se puede disolver, como máximo, en 100g de agua a 90ºC? ¿ Y en 10g de agua a 80ºC? ¿Y en 1kg de agua a 50ºC?

Se puede disolver máximo en 100g de agua a 90ºC, 49g de clorato de potasio. En 10g de agua a 80ºC se puede disolver máximo 3,9g. En 1kg de agua a 50ºC se puede disolver máximo 200g.

b) ¿Qué sucederá si dejas enfriar una disolución saturada de clorato de potasio desde los 80ºC hasta los 20ºC? ¿Y si lo haces en una disolución de cloruro de sodio? ¿ Y si lo haces en una disolución de nitrato de potasio?

Si dejas enfriar una disolución saturada de clorato de potasio desde los 80ºC hasta los 20ºC, se disolverían 18g y precipitarían 21g, que son los que se quedarían en el fondo del vaso de precipitados.
En cambio, si lo haces en una disolución de nitrato de potasio, se disolverían 31g y precipitarían 139g, que se quedarían al fondo del vaso de precipitados.

9) Como hemos podido apreciar en la práctica, la solubilidad de los solutos sólidos en disolventes líquidos aumenta con la temperatura, ¿ocurre este mismo hecho para los solutos gaseosos en disolventes líquidos? Justifica la respuesta.
No. Porque en el caso de los gases cuánta más temperatura, menos solubilidad hay, y al revés cuánta menos temperatura, más soluble es el gas. Es justo al revés que los líquidos.

CONCLUSIÓN:
La conclusión de esta práctica, como ya he dicho anteriormente es: que la cantidad de soluto que se puede disolver en una cantidad determinada de disolvente es limitada, es decir, que en una cantidad determinada de disolvente, que en este caso ha sido el agua, no se puede disolver la misma cantidad de un soluto, que de otro. Cada soluto tiene una solubilidad diferente.

BIBLIOGRAFÍA:
Al hacer esta práctica no he mirado en ninguna página web y todo está escrito con mis propias palabras. Espero que les haya gustado.