Supòsit 29
La preparació de dissolucions de concentració coneguda és una destresa bàsica de tot laboratori de Química i el punt de partida de les valoracions àcid-base, la espectrofotometria o els estudis de cinètica. Aquesta pràctica integra les dues vies complementàries de treball —la pesada d'un solut sòlid i la dilució d'una dissolució mare— amb l'aplicació rigorosa de les normes de seguretat i de l'etiquetatge CLP, el marc legal vigent per a la classificació i l'envasament de productes químics.
Enunciat
Al laboratori es disposa d'hidròxid de sodi (NaOH) en llenties, aigua destil·lada i el material de vidre habitual. L'objectiu és doble: dominar el càlcul de la massa de solut i del volum de dissolució mare necessaris, i reconéixer i aplicar l'etiquetatge de seguretat d'un reactiu corrosiu.
Es demana:
- a) Preparar de dissolució de NaOH de concentració a partir del sòlid.
- b) A partir de l'anterior, preparar de dissolució per dilució.
- c) Identificar els pictogrames i les frases de l'etiquetatge CLP del NaOH i aplicar les mesures de seguretat corresponents.
Material i instruments. Granatari (sensibilitat ), vidre de rellotge i espàtula; matrassos aforats de i (classe A); pipeta aforada de amb pipetejador; got de precipitats, vareta, embut i flascó rentador. Equip de protecció individual (EPI): bata, guants de nitril i ulleres de seguretat.
Desenvolupament
Fonament teòric
La molaritat relaciona la quantitat de solut (en mol) amb el volum de dissolució (en litres):
D'ací s'aïlla la massa de solut que cal pesar, sent la massa molar:
Per al NaOH, (Na + O + H ). Amb les dades de l'apartat a):
En una dilució la quantitat de solut es conserva, , d'on resulta la equació fonamental . El volum de dissolució mare que cal prendre en l'apartat b) és:
Etiquetatge CLP i seguretat
L'envàs del NaOH porta el pictograma GHS05 (corrosió): un rombe blanc de vora roja amb la imatge d'un líquid atacant una mà i una superfície. La paraula d'advertència és «Perill». Les indicacions de perill rellevants són H314 (provoca cremades greus a la pell i lesions oculars greus) i H290 (pot ser corrosiu per als metalls). Entre els consells de prudència figuren P280 (portar guants i ulleres de protecció), P305+P351+P338 (en cas de contacte amb els ulls, esbaldir amb aigua durant diversos minuts) i P310 (cridar immediatament un centre de toxicologia). La dissolució del NaOH és fortament exotèrmica, per la qual cosa el solut s'afig sobre l'aigua i mai al revés.
Muntatge i procediment
- Posar-se l'EPI i treballar sobre una safata.
- Tarar el vidre de rellotge i pesar aproximadament de NaOH; fer-ho amb rapidesa, ja que és higroscòpic.
- Dissoldre el sòlid en un got amb uns d'aigua destil·lada, agitant amb la vareta. Esperar que la dissolució es tempere.
- Transvasar al matràs de amb embut, arrossegant les restes del got i de la vareta amb diversos esbaldits d'aigua destil·lada.
- Enrasar amb el flascó rentador fins a la línia d'aforament (menisc tangent) i homogeneïtzar per inversió. Etiquetar: NaOH , data, autor i pictograma.
- Per a la dilució, pipetejar d'eixa dissolució amb pipeta aforada i pipetejador, abocar-los al matràs de , enrasar, homogeneïtzar i etiquetar com a .
Tractament de dades i errors
Suposem que es pesa una massa amb una incertesa (sensibilitat del granatari) i que el matràs de de classe A té una tolerància . La incertesa de la massa molar és menyspreable davant de les anteriors. La concentració obtinguda és:
En tractar-se d'un producte i un quocient, les incerteses relatives es combinen en quadratura:
El terme del volum és dos ordres de magnitud menor que el de la massa: la precisió de la balança domina el resultat i la del matràs aforat és pràcticament irrellevant. La incertesa absoluta és . Arredonint la incertesa a una xifra significativa i el valor al seu mateix ordre decimal:
Per a la dissolució diluïda, . La seua incertesa hereta la de () i hi afig la de la pipeta () i la del matràs de ():
de manera que . La dilució, per tant, a penes empitjora la incertesa relativa: continua manant la pesada inicial.
Comentari didàctic
La pràctica encaixa en 2.º de Batxillerat (Química) i admet una versió introductòria i qualitativa a 3.º-4.º d'ESO. Desenvolupa la competència STEM i les destreses de treball experimental: maneig de la balança i del material aforat, càlcul estequiomètric, propagació d'incerteses i lectura de l'etiquetatge de seguretat.
Entre els errors i precaucions típics convé anticipar: confondre la molaritat amb la molalitat o amb el percentatge en massa; enrasar malament per error de paral·laxi o per llegir sobre el menisc; i oblidar l'EPI o no saber interpretar els pictogrames. Un matís de fons, honest amb l'alumnat, és que el NaOH no és un patró primari: en ser higroscòpic capta humitat i diòxid de carboni de l'aire, formant carbonat,
per la qual cosa la seua concentració real difereix de la nominal. Preparar bé una dissolució no garanteix una concentració exacta; en anàlisi quantitativa la dissolució s'ha de estandarditzar davant d'un patró primari, com l'hidrogenoftalat de potassi. Reconéixer aquesta limitació —i no presentar la dada com a infal·lible— és part del rigor científic que s'espera mostrar en l'exercici.
supuesto-progress
Crea compte gratisResolució en PDF
Cal un correu per accedir-hi. Sense contrasenyes, sense cost. T'enviem un enllaç màgic.