Resumen el objetivo de la presente práctica fue aprender a utilizar varios aparatos para medir la densidad del ácido acético ch
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RESUMEN El objetivo de la presente práctica fue aprender a utilizar varios aparatos para medir la densidad del ácido acético (CH3COOH), calcular por medio de datos estadísticos la confiabilidad de las mediciones y analizar la influencia del pH sobre la solubilidad del Hidróxido de Aluminio Al(OH)3 en función de su producto de solubilidad. Se midieron volúmenes y pesos de la solución de ácido acético (CH3COOH) con un picnómetro, hidrómetro y un beacker para determinar la densidad de la solución. Se llevó a cabo una titulación potenciométrica de una solución de hidróxido de aluminio Al(OH)3 y se calculó el pH teórico y experimental de precipitación y disolución al agregar la base NaOH. El hidrómetro fue el instrumento más preciso y más exacto con una desviación estándar de 0. El Beacker fue el instrumento menos exacto y preciso. La practica se realizó a temperatura ambiente de 25°C y a una presión barométrica local de 640mmHg. RESULTADOS Tabla 1 Media aritmética, desviación estándar y coeficiente de variación de la densidad de la solución de ácido acético (CH3COOH)
Fuente : Datos calculados Tabla 2 Comparación de dos medias de las densidades de la solución de ácido acético (CH3COOH)
Fuente : Datos calculados Tabla 3Comparación de la media con el dato teorico (t de Student) de densidad de la solución de ácido acético (CH3COOH)
Fuente : muestra de cálculo Tabla 4 pH teórico y experimental de precipitación y disolución de la solución de Al(OH)3 al agregarle NaOH
Fuente : muestra de cálculo INTERPRETACIÓN DE RESULTADOSLa densidad es una propiedad intensiva de la materia, la cual está definida como la masa de un objeto dividida dentro de su volumen. (Ref 2). Se pesó la tara del picnometro y beacker, luego al vertir la solución de ácido acético (CH3COOH) se volvió a pesar, y al hacer la diferencia de pesos se encontró el peso neto de la solución, con el conocimiento del volumen de ácido acético (CH3COOH) que se vertió en cada instrumento se calculó la densidad de la solución por cada instrumento, para las tres corridas. El picnómetro y el beacker son instrumentos de medida indirectos para obtener la densidad, por lo que fue necesario hacer cálculos. El hidrómetro es un instrumento que se utiliza para medir la densidad de las soluciones introduciéndolo en el liquido, en este caso en la solución de ácido acético (CH3COOH) que previamente se vertió en un beacker, se deja que el hidrómetro flote en la solución y se mide la densidad en la línea de la superficie del liquido. Al calcular la desviación estándar de los tres instrumentos, se encontró que el más preciso fue el hidrómetro, ya que su desviación estándar fue cero, esto significó que la concordancia entre las medidas de la misma solución fue acertada (Ref 2 Pág. 129). El aparato que fue menos preciso fue el beacker que tuvo una desviación estándar mayor a la de los dos instrumentos restantes, esto se puede atribuir a la inexactitud de la balanza con la que fue pesado, también a que este tipo de cristalería es TC (to contain) por lo que su uso es para contener líquidos, no para medirlos con exactitud. El beacker que se utilizó fue de 50ml, se midió un volumen de 20ml por evaluación del ojo humano, por lo que al ser un instrumento de radio considerable, la apreciación del menisco no es confiable, esto también influyó en el resultado de las medidas. El coeficiente de variación apoya los resultados de que el beacker fue el instrumento con menor precisión y exactitud, ya que es el que tiene el valor más alto de CV. No fue posible calcular el coeficiente de variación del hidrómetro ya que al efectuar el calculo según la formula, se obtuvo un valor de división por cero ya que la desviación estándar es cero, el valor del hidrómetro fue el mismo en las tres corridas, por lo que no hay coeficiente de variación. El coeficiente de variación menor fue el del picnómetro, con lo que se comprueba que es más preciso que el beacker. El instrumento más exacto fue el hidrómetro ya que su error relativo fue de 0.9009 %, por lo que el valor encontrado de la densidad para el ácido acético (CH3COOH) fue el más cercano al dato teórico de 1.001 g/ml. El instrumento menos exacto, como se esperaba, fue el beacker con un error relativo de 5.04%, lo cual se debe a que no es un aparato para medir densidades, sino para contener soluciones, el dato también vio afectado por la inexactitud de la balanza. El picnómetro tuvo un error relativo de 3.52%, por lo que es menos exacto que el hidrómetro, pero más exacto que el beacker. La t de Student mostró que las medias de las densidades calculadas con los tres instrumentos difirieron significativamente de la medida real, como se explicó previamente, esto se debe en el cado del picnómetro y el beacker a la inexactitud de la balanza, a la apreciación del ojo humano para medir en menisco en el caso del beacker. Al comparar medidas se aprecia que las que son más aceptables entre sí fueron las del beacker y el picnómetro, esto se debe a que la inexactitud de la balanza influyo en ambos casos homogenizando el error. Al comparar las medidas del hidrómetro con el beacker y el picnómetro, se observó que fue significativa la diferencia, esto se debió a que el hidrómetro es un instrumento para medir la densidad de las soluciones directamente, por el contrario lo dos instrumentos restantes no son para medir la densidad directamente, por lo que se vieron afectados los resultados por la inexactitud de la balanza y por el error humano en la apreciación del menisco en el caso del beacker. En la segunda parte de la práctica se realizó una titulación potenciométrica para una solución de hidróxido de aluminio Al(OH)3 al agregar base NaOH en intervalos de 1ml. El hidróxido de aluminio Al(OH)3 se puede disolver en ácidos y en bases, ya que se unen a otros iones hidroxilos, formando compuestos solubles. La reacción que se dio al agregarle NaOH fue la siguiente (Ref 1): Al(OH)3 + OH- Al(OH)4- Se calcularon los pH de precipitación y disolución para la reacción previa, se obtuvo que de acuerdo a la grafica el pH de precipitación fue menor que el de disolución, el cual como se aprecia tanto teóricamente como gráficamente (Grafica 1), se comporto de manera parabólica aumentando hasta convertirse el pH en constante. El hidróxido de aluminio Al(OH)3 actúa como anfótero. CONCLUSIONES
APENDICE A. PROCEDIMIENTO Primera parte:
Segunda parte:
Equipo y cristalería: Reactivos: 2 Balón aforado de 50ml Al(OH)3 Picnometro CH3COOH 2 Beacker 50ml NaOHPinzas para bureta Hidrómetro Bureta de 25ml Potenciómetro C. MUESTRA DE CALCULO
Peso neto = peso bruto recuperado - peso tara instrumento Peso neto de la masa del ácido acético (CH3COOH) medido en el instrumento picnómetro para la primera corrida: Peso neto = 38.48g – 28.148g = 10.332 g
= masa . volumen Cálculo de densidad del ácido acético (CH3COOH) en la corrida 1 para el picnómetro: = 10.332 g = 0.9652 g/ml 10.705 ml
X= xi n Cálculo de la media de la densidad del ácido acético (CH3COOH) para el instrumento picnómetro: X= (0.9652 + 0.9663+ 0.9657) = 0.9657 3
 2 X = la media aritmética, xi = es el dato i-esimo, n = es el número de datos S = es la desviación estándar Cálculo de la desviación estándar de la densidad del ácido acético (CH3COOH) para el instrumento picnómetro: S = |0.9657 - 0.9652|2 + |0.9657 - 0.9663|2 + |0.9657 - 0.9657|2 = 5.507 E -4 3-1
CV= S * 100 X CV = coeficiente de variación, S = desviación estándar y X = la media aritmética. Cálculo del coeficiente de variación para el picnómetro: CV = 5.507 E –4 * 100 = 0.057 0.9657
 X= media aritmética, = valor teórico, S = desviación estándar n = número de datos Cálculo de la t de Student para el picnómetro: t = 0.9657 – 1.001 = -111.0249 5.507 E – 4 / 3
S2 = (n1-1) S12 + (n2 – 1) S22 n1+ n2-2 t= (X1-X2) . S(1/n1 + 1/n2) Cálculo de comparación de medidas entre el picnómetro y el hidrómetro: S2 = (3-1)(5.507E-4)2 + (3-1)(0)2 = 1.5163E-7 (3+3-2) t= (0.9657 – 0.992) = -82.72 1.5163E-7 (+ )
pH= 14+ (1/4) Log (3Kps) Cálculo de pH teórico al adicionar NaOH al Al(OH)3: pH= 14 + (1/4) Log (3*2E-32) = 6.19
[H+] = K/[Al(OH)4] Donde K= 1E-11 Cálculo de pH teórico de disolución al adicionar NaOH al Al(OH)3: [H+] = (1E-11)/0.1 = 1E-10 pH= -log (1E-10) = 10
De la gráfica 1 se determinó que el pH de precipitación fue 10.4 De la gráfica 1 se determinó que el pH de precipitación fue 11.3 D. ANÁLISIS DE ERRORError relativo = |Dato teórico – Dato experimental| * 100 Dato teóricoError promedio = E1+E2+...En n
Fuente: datos originales
Fuente: datos originales
Fuente: datos originales E. DATOS CALCULADOS Tabla 5 Peso neto de la masa del ácido acético (CH3COOH) en cada instrumento
Fuente : muestra de cálculo Tabla 6 Densidad del ácido acético (CH3COOH) calculada para en cada instrumento
Fuente : muestra de cálculo Tabla 7 Media Aritmética y desviación estándar para cada instrumento de la densidad del ácido acético (CH3COOH)
Fuente : muestra de cálculo Tabla 8 Coeficiente de Variación para cada instrumento
Fuente : muestra de cálculo Tabla 9 t de Student para cada instrumento
Fuente : muestra de cálculo Tabla 10 Comparación de dos medidas de las densidades del ácido acético (CH3COOH)
Fuente : muestra de cálculo Tabla 11 pH teórico y experimental de precipitación y disolución de la solución de Al(OH)3 al agregarle NaOH
Fuente : muestra de cálculo
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