Es posible que se requiera 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, p / v, o porcentaje de volumen, v / v. Otros se basan en la molaridad o moles por litro. La sustancia química que se diluye o disuelve se llama soluto y el medio líquido es el solvente. Comprender los métodos adecuados para mezclar productos químicos en una solución es importante para que los estudiantes realicen un experimento de laboratorio exitoso.
Determine si la solución porcentual se expresa como p / vo v / v. Las soluciones que se basan en mediciones p / v son generalmente un químico sólido disuelto en un solvente líquido como el agua. Las soluciones basadas en mediciones v / v se diluyen líquidas en un líquido.
Calcule la dilución v / v apropiada usando la fórmula C1V1 = C2V2 donde C representa la concentración del soluto y V representa el volumen en mililitros o ml. Un ejemplo sería combinar etanol al 95 por ciento con agua para mezclar 100 ml de etanol al 70 por ciento. El cálculo es 95% X V1 = 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 una probeta graduada o en un matraz aforado antes de agregar el solvente. Se utilizan cilindros graduados y matraces volumétricos porque las mediciones son más precisas que con vasos de precipitados. Los vasos de precipitados se utilizan generalmente para volúmenes aproximados y mezcla.
Pese el producto químico sólido apropiado para mezclar una solución p / v. Una solución al 10 por ciento equivale a 10 gramos de producto químico seco en un volumen final de 100 ml. El soluto agrega volumen y se considera en el volumen final de solución.
Agregue el soluto sólido en el vaso de precipitados primero antes de agregar el solvente. Esto evitará agregar un exceso de solvente a la solución. Primero debe permitir que el soluto seco se disuelva en solvente antes de agregarlo al volumen total. Vierta la solución en una probeta graduada o matraz aforado y agregue solvente para lograr el volumen final.
Determina si el soluto es sólido o líquido. La molaridad, o M, de un soluto líquido generalmente se proporciona y solo puede requerir una dilución simple. Un soluto sólido requeriría una medición de peso precisa.
Calcule la dilución de soluto líquido usando la fórmula C1V1 = C2V2. La dilución de cloruro de sodio 5 M, NaCl, para hacer 100 ml de solución 1 M se calcularía como 5 M X V1 = 1 M X 100 ml. El valor de V1 es 20 ml con 80 ml de agua para un volumen final de 100 ml.
Determine el peso molecular, MW del soluto seco. El peso molecular se proporcionará en el contenedor de productos químicos y en 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.
Calcula el peso en gramos del soluto para hacer 1 litro de solución. Puede calcular el peso del gramo a partir de la molaridad dada de la solución usando la fórmula MW X molaridad. Una solución 2M de cloruro de sodio requiere 58,4 gramos X 2 M, 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 litros. El peso en gramos requerido para mezclar una solución de cloruro de sodio 2 M en 100 ml es de 0,1 litros X 116,8 gramos, o 11,7 gramos de cloruro de sodio.
Agregue el soluto sólido en un vaso de precipitados primero antes de agregar el solvente. Agregue suficiente solvente para permitir que el sólido se disuelva. Vierta la solución en una probeta graduada o matraz aforado y agregue solvente para lograr el volumen final.
Mida el pH de la solución final con un medidor de pH o papel de pH. Un medidor de pH proporciona la medición más precisa. Sin embargo, el papel de pH puede ser suficiente si no se dispone de un medidor. Un ejemplo de tampón es el cloruro de sodio, NaCl en agua.
Determine si el pH está por encima, más básico o por debajo, 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. Se utilizaría ácido clorhídrico, HCl 0,1 M, para reducir el pH y se utilizaría hidróxido de sodio, NaOH 0,1 M, para elevar el pH. La combinación de HCl y NaOH en agua produce cloruro de sodio.