2012/11/26
2012/08/28
laboratorio décimo tercer periodo
COLEGIO ENRIQUE OLAYA
HERRERA I.E.D.
ÁREA DE CIENCIAS
NATURALES Y EDUCACIÓN AMBIENTAL J.T.
INDICADOR NATURAL DE
ÁCIDOS Y BASES
Profesora: Lorena
Toro Perdigón Asignatura:
Química Grado: Décimo
Nombre:______________________________________ Fecha: ______________
TIEMPO ESTIMADO: 4 HORAS
LOGRO ESPERADO:
Conocer
pruebas de laboratorio en las que se determina la acidez o basicidad de
sustancias de uso común a partir de un indicador natural.
Indicador de
repollo morado
1.
Introducción
Con el
repollo morado se puede hacer un sencillo experimento para demostrar que sirve
como un indicador ácido base. Este experimento se puede realizar en casa con
materiales de fácil consecución en el mercado y no es
costoso.
Antes de comenzar, la pregunta a hacerse es: ¿Que es un indicador?
Un indicador
es una sustancia que permite medir el pH de un medio. Habitualmente, se utiliza
como indicador sustancias químicas que cambia su color al cambiar el pH de la
disolución. El cambio de color se debe a un cambio estructural inducido por la
protonación o desprotonación de la especie. Los indicadores ácido-base tienen
un intervalo de viraje de unas dos unidades de pH, en la que cambian la
disolución en la que se encuentran de un color a otro, o de una disolución
incolora, a una coloreada. Además, el pH es una medida de la acidez o basicidad
de una solución.
De las hojas
de repollo morado se puede obtener un indicador para así diferenciar entre
ácidos y bases
Los ácidos:
* Tienen un
sabor picante
* Dan un
color característico a los indicadores (ver más abajo)
* Reaccionan
con los metales liberando hidrógeno
* Reaccionan
con las bases en un proceso denominado neutralización en el que ambos pierden
sus características.
Las bases:
* Tienen un
sabor amargo
* Dan un
color característico a los indicadores (distinto al de los ácidos)
* Se sienten
jabonosas al tacto.
Atención:
nunca deben probarse esta clase de sustancias
2. Parte
experimental
2.1 Para elaborar el indicador tienes que hacer lo siguiente:
a. Consigue
un repollo morado, quítale algunas hojas y sepáralas en un tazón
b. Agrega
las hojas de repollo morado a una olla, adiciona agua, enciende la estufa y
deja que hierva por 10-15 minutos (mejor hasta que alcance los 100°C)
c. A medida
que el agua se calienta, esta se irá tomando progresivamente un color violeta
(proveniente de las hojas), entretanto, las hojas violetas se irán tornando
verdes. Esto se debe a que el pigmento que da el color violeta es soluble en
agua, sin embargo la clorofila-el color verde de las hojas-permanece porque no
es soluble en agua. Espera hasta que el agua esté de color violeta y luego apaga
la estufa.
Otra forma
de extraer el pigmento es sumergir las hojas de col machacadas en alcohol
etílico o isopropílico (de botiquín) durante unos 15 minutos, aunque se
recomienda la primera opción por que se obtiene mas rápidamente y en mayor
proporción.
d. Deja
enfriar la olla, a continuación, toma un embudo, pon un papel de filtro de
cafetera sobre el embudo, pon otra olla o un vaso debajo del embudo y pasa la
cocción violeta sin dejar que las hojas se caigan. Una vez se haya reunido todo
el líquido morado, puedes desechar las hojas.
En caso de
haber obtenido mucho indicador, puedes conservarlo, eso si, combinándolo con
unos 20 mL de alcohol etílico o isopropílico, ya que si se guarda el indicador
que fue obtenido con ayuda del agua caliente, este se descompondrá por acción
de microorganismos.
2.2 Comprobar que tipo de sustancias son ácidos o bases
En un vaso
de plástico transparente, agrega 2 mL (o una cucharadita) de vinagre (ácido
acético), agrega 5 mL (dos cucharadas) de agua y revuelve bien. Enseguida, con
un gotero agrega 10 gotas del indicador de repollo violeta, agita un poco la
mezcla y notarás que el vinagre adquiere una coloración rosada o roja, hecho
que comprueba que el vinagre es un ácido.
En otro vaso
transparente, agrega medio gramo de bicarbonato de soda-la punta de un
cuchillo- (no confundir con el polvo para hornear), agrega dos cucharadas de
agua, agita y revuelve bien. Enseguida, y con un gotero, adiciona 10 gotas del
indicador de repollo violeta, agita la mezcla y en poco tiempo aparecerá un
color verde en la solución, indicando que el bicarbonato de soda es una base.
Repite los
ensayos anteriores con el jugo de un limón o de una naranja, amoniaco, líquido lava
loza, ácido muriático (ácido clorhídrico), leche y otras sustancias que creas
convenientes utilizar e identifica cuáles de ellos son ácidos o bases
dependiendo de la coloración que tome el indicador. Realiza las pruebas de
todas las sustancias utilizando papel indicador universal o tornasol.
2.3
Explicación Química:
El repollo
morado tiene como nombre cientifico Brassica oleracea , variedad capitata. Su
color se debe a que además de clorofila tiene otros pigmentos sensibles a la
acidez como la antocianina y otros flavonoides. Estos pigmentos son solubles en
agua, en ácido acético, y en alcohol, pero no en aceite.
El color del
pigmento en función de pH es:
Rojo intenso
2 (muy ácido), Rojo violáceo (rosa) 4, Violeta 6, Azul violeta 7 (neutro) ,
Azul 7.5, azul (agua marina) 9, Verde azulado 10, Verde intenso 12 (muy básico)
Figura 3. Escala del indicador de repollo morado
https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEisQqiGXfYLeiRwZ2zqRDTUnHjK9zrgho7eaiLIdSbNWAxg5tpoS2y1rsHMG9UGDdeufbh6LAPxq9zoHoH66OPJVGDz-Ib8zR1FX19EIRf_yio4Yx9WrtsqBryg5X5wnGOSbEYQmZJpkFul/s1600/escalaRepollo.PNG
Lo que
sucede con el indicador de repollo es una simple reacción ácido base, es decir,
cuando el jugo de repollo entra en contacto con ácidos, la estructura química
del jugo de repollo adquiere una estructura y cuando el jugo de repollo entra
en contacto con bases, adquiere otra.
En medio
ácido el jugo de repollo (que es morado) se torna rojo por que los anillos de
benceno (moléculas hexagonales con dobles enlaces internos) se conjugan;
mientras que en medio básico el jugo de repollo se torna verde o azul, por que
la conjugación que existía se destruye, y por ende ya no va a exhibir
coloración roja.
Figura Estructuras del indicador de
repollo morado en medio ácido y en medio básico, respectivamente
2.4
Potencial de Hidrógeno (pH) y escala de pH
El pH es una
medida de la cantidad de iones hidrogeno positivos, o hidronios (H+) en una
solución determinada. Este es un parámetro muy importante en Química y en las
industrias cosmética, alimentaria, farmaceútica, y en donde se requiera su uso
La escala de
pH se maneja desde 1 hasta el 14, en donde los valores 1 a 6 indican acidez, el
valor de 7 es un punto neutro, y los valores desde 8 a 14 se consideran
indicadores de basicidad
Figura. Escala de pH y ejemplos de
sustancias comunes y su pH
Mas sobre
los indicadores en:
http://es.wikipedia.org/wiki/Indicador_de_pH
http://es.wikipedia.org/wiki/PH
http://es.wikipedia.org/wiki/PH
3. Anexos
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2012/04/16
SOLUCIONES
COLEGIO ENRIQUE OLAYA HERRERA J. T
QUÍMICA GRADO UNDECIMO
SOLUCIONES
NOMBRE_____________________________________________________________________CURSO___________NUESTRA META: Al finalizar el tema, estarás en capacidad de diferenciar la formación o no de soluciones, hallar la concentración de una solución, así como desarrollar habilidades para el posterior trabajo en el laboratorio.
SOLUCIONES
Una solución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias químicas que no reaccionan entre sí. La sustancia disuelta se denomina soluto y está presente generalmente en pequeña cantidad en comparación con la sustancia donde se disuelve denominada solvente. Generalmente se clasifican de acuerdo a su estado físico: pueden prepararse soluciones gaseosas, líquidas y sólidas. La ley de Dalton de las presiones parciales describe el comportamiento de las soluciones gaseosas, de las cuales el aire es el ejemplo más común. Ciertas aleaciones son soluciones sólidas; la plata de acuñación es cobre disuelto en plata y el bronce es una solución sólida de cinc en cobre. Sin embargo, no todas las aleaciones son soluciones sólidas. Las soluciones líquidas son las más comunes y son probablemente las más importantes para el estudio de la química.
NATURALEZA DE LAS SOLUCIONES:
Toda disolución está formada por una fase dispersa llamada soluto y un medio dispersante denominado disolvente o solvente. También se define disolvente como la sustancia que existe en mayor cantidad que el soluto en la disolución. Si ambos, soluto y disolvente, existen en igual cantidad (como un 50% de etanol y 50% de agua en una disolución), la sustancia que es más frecuentemente utilizada como disolvente es la que se designa como tal (en este caso, el agua). Una disolución puede estar formada por uno o más solutos y uno o más disolventes. Otras veces la asignación de los términos soluto y disolvente tiene poca importancia (por ejemplo, en la descripción de soluciones gaseosas). Una disolución será una mezcla en la misma proporción en cualquier cantidad que tomemos (por pequeña que sea la gota), y no se podrán separar por centrifugación ni filtración. Un ejemplo común podría ser un sólido disuelto en un líquido, como la sal o el azúcar disuelto en agua.
SOLUBILIDAD
La solubilidad es la cantidad máxima de un soluto que puede disolverse en una cantidad dada de solvente a una determinada temperatura y que producirá un sistema estable. Para una solución dada, la cantidad de soluto disuelto en una cantidad dada de disolvente, es la concentración del soluto. Las soluciones que contienen una concentración relativamente alta de soluto, se llaman soluciones concentradas. Cuando la concentración del soluto es baja, se llaman soluciones diluidas.
FACTORES QUE AFECTAN LA SOLUBILIDAD:
Los factores que afectan la solubilidad son:
a) Superficie de contacto: La interacción soluto-solvente aumenta cuando hay mayor superficie de contacto y el cuerpo se disuelve con más rapidez ( pulverizando el soluto).
b) Agitación: Al agitar la solución se van separando las capas de disolución que se forman del soluto y nuevas moléculas del solvente continúan la disolución
c) Temperatura: Al aument6ar la temperatura se favorece el movimiento de las moléculas y hace que la energía de las partículas del sólido sea alta y puedan abandonar su superficie disolviéndose.
d) Presión: Esta influye en la solubilidad de gases y es directamente proporcional
CARACTERÍSTICAS DE LAS SOLUCIONES:
Las soluciones poseen una serie de propiedades que las caracterizan:
1. Son mezclas homogéneas; es decir que sus propiedades son siempre constantes en cualquier punto de la mezcla.
2. Su composición química es variable.
3. Las propiedades químicas de los componentes de una solución no se alteran.
4. Las propiedades físicas de la solución son diferentes a las del solvente puro: la adición de un soluto a un solvente aumenta su punto de ebullición y disminuye su punto de congelación; la adición de un soluto a un solvente disminuye la presión de vapor de éste.
5. Sus propiedades físicas dependen de su concentración.
6. Sus componentes se separan por cambios de fases, como la fusión, evaporación, condensación, etc.
7. Tienen ausencia de sedimentación, es decir al someter una disolución a un proceso de centrifugación las partículas del soluto no sedimentan debido a que el tamaño de las mismas son inferiores a 10 Angstrom (ºA ).
PRINCIPALES CLASES DE SOLUCIONES:
Las soluciones pueden clasificarse tanto por su concentración, como por su estado de agregación:
POR SU ESTADO DE AGREGACIÓN:
SOLUCIÓN | COMPONENTE 1 | COMPONENTE 2 | EJEMPLOS |
GASEOSA | Gas | Gas | Aire |
Líquido | Gas | Gaseosa | |
Sólido | Gas | Hidrógeno en níquel | |
LÍQUIDA | Liquido | Liquido | Alcohol en agua |
Liquido | Gas | Oxígeno en agua | |
Liquido | Sólido | Sal en agua | |
SÓLIDA | Sólido | Sólido | Aleaciones |
Sólido | Gas | Hidrógeno en paladio | |
Sólido | Líquido | Amalgama |
POR SU CONCENTRACIÓN:
NO SATURADA | Es aquella en donde la fase dispersa y la dispersante no están en equilibrio a una temperatura dada; es decir, ellas pueden admitir más soluto hasta alcanzar su grado de saturación. Ej: a 0ºC 100g de agua disuelven 37,5 NaCl, es decir, a la temperatura dada, una disolución que contengan 20g NaCl en 100g de agua, es no saturada. |
SATURADA | En esta disolución hay un equilibrio entre la fase dispersa y el medio dispersante, ya que a la temperatura que se tome en consideración, el solvente no es capaz de disolver más soluto. Ej.: una disolución acuosa saturada de NaCl es aquella que contiene 37,5g disueltos en 100g de agua 0ºC. |
SOBRE SATURADA | Representa un tipo de disolución inestable, ya que presenta disuelto más soluto que el permitido para la temperatura dada. Para preparar este tipo de disolución se agrega soluto en exceso, a elevada temperatura y luego se enfría el sistema lentamente. Esta disolución es inestable, ya que al añadir un cristal muy pequeño del soluto, el exceso existente precipita; de igual manera sucede con un cambio brusco de temperatura. |
MODO DE EXPRESAR LAS CONCENTRACIONES:
La cantidad relativa de soluto disuelto en una determinada cantidad de solvente a una temperatura dada, es la concentración de la solución.
Los términos diluida y concentrada expresan concentraciones relativas, es decir, cualitativamente; sin embargo, para expresar con exactitud la concentración de las soluciones se usan sistemas cuantitativos como los siguientes:
UNIDADES DE CONCENTRACIÓN
FÍSICAS QUÍMICAS
% P/P = Peso del soluto X 100 M= Moles sde soluto
Peso de la solución Litro de solución
%P/V= g de soluto X 100 m= Moles de soluto
ml de la solución Kg de solvente
% V/V= volumen de soluto X 100 N= No. Eq-gr soluto
volumen de la solución Litro de solución
ppm = mg de soluto ppm= mg de soluto Xsto= moles de soluto
kg de solución L de solución moles de soluto + moles de solvente
Xste= moles de solvente
moles de soluto + moles de solvente
Porcentaje peso a peso (% P/P): indica el peso de soluto por cada 100 unidades de peso de la solución.
Porcentaje peso a volumen (% P/V): indica el número de gramos de soluto que hay en cada 100 ml de solución.
Porcentaje volumen a volumen (% V/V): se refiere al volumen de soluto por cada 100 unidades de volumen de la solución.
Partes por millón (ppm): expresan las partes de soluto presentes en cada millón de partes de disolución.
Molaridad (M): hace referencia al número de moles de soluto contenido en un litro de solución.
Molalidad (m): indica el número de moles de soluto contenidos en un kilogramo de solvente.
Normalidad (N): expresa el número de equivalentes gramo de soluto contenidos en un litro de solución.
Fracción molar (Xi): se define como la relación entre las moles de un componente y las moles totales presentes en la solución.
Fracción molar (Xi): se define como la relación entre las moles de un componente y las moles totales presentes en la solución.
EJERCICIOS
1. 1. Si 35 g de NaCL se disuelven en 105 g de agua, ¿cuál es el porcentaje de NaCl en la solución?
2. 2. ¿Qué cantidad de agua se necesita para disolver 80 g de sal y obtener una disolución al 25 % p/p?
3. 3. Determinar el porcentaje de sal en una disolución que contiene 20 g de soluto en 140 mL de solución.
4. 4. ¿Cuál es el porcentaje volumen a volumen de una solución que contiene 5 mL de alcohol y 75 mL de agua?
5. 5. ¿Cuántos gramos de AgNO3 se necesitan para preparar 100 cm3 de una solución 1M?
6. ¿Cuál es la molaridad de una solución que contiene 30 g de etanol (CH3CH2OH) en 750 mL de solución?
7. Una solución de NaCl tiene una molaridad de 0,8. Determine cuántos gramos de NaCl participan en la formación de 1,5 L de solución.
8. ¿Cuál es el volumen en litros de una solución de NaOH que tiene una molaridad de 0,5 en 5 g de NaOH?
9. Determine la molaridad de una solución que se ha preparado disolviendo 10 g de Na2CO3 (carbonato de sodio) en agua hasta un volumen de 250 mL de solución.
10.Se disuelven 25 g de metanol (CH3OH) en 50 g de agua. Calcule la fracción molar del metanol y del agua en la solución.
11. ¿Cuál es la molalidad de una solución que contiene 40,0 g de azúcar disueltos en 150 g de agua?
12. ¿Cuántos equivalentes gramo de HCl están contenidos en 2 L de solución 1 N y en 2 L de solución 0,5 N?
13. ¿Cuántos equivalentes gramo de soluto están contenidos en 100 mL de una solución de NaOH 2,0 N)
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