Ejemplo con un alumno inventado: tu actividad se guarda solo en este navegador. Salir del ejemplo

Física y Química 3.º ESO · Práctica: preparación de una disolución

Práctica: preparamos una disolución de concentración conocida

Objetivo: Al terminar, sabrás preparar en el laboratorio una disolución de concentración dada en g/L siguiendo un protocolo, usando la balanza, el vaso de precipitados y el matraz aforado.

Explicación

Objetivo de la práctica

Preparar 100 mL de una disolución de sal común (cloruro de sodio) en agua de concentración 20 g/L.

Cálculo previo (ya lo sabes hacer): $m = c \cdot V = 20\ \text{g/L} \cdot 0{,}1\ \text{L} = 2\ \text{g}$ de sal.

Material

Material	Para qué sirve
Balanza (electrónica)	Pesar el soluto
Vidrio de reloj	Recipiente para pesar el sólido
Espátula	Coger el sólido del frasco
Vaso de precipitados	Disolver el soluto en un poco de agua
Varilla de vidrio	Remover para que se disuelva
Embudo	Pasar la disolución al matraz sin derramarla
Matraz aforado de 100 mL	Medir con precisión el volumen final de disolución
Frasco lavador	Añadir agua destilada y arrastrar los restos de soluto
Cuentagotas (pipeta Pasteur)	Añadir las últimas gotas al enrasar

El matraz aforado tiene una sola marca (el aforo o enrase) en el cuello: cuando el líquido llega a ella, contiene exactamente el volumen indicado (100 mL).

Procedimiento

Pesar. Coloca el vidrio de reloj en la balanza y pulsa tara (la balanza marca 0). Añade sal con la espátula hasta que marque 2,00 g.
Disolver. Echa la sal en el vaso de precipitados con unos 50 mL de agua destilada (menos de los 100 mL finales) y remueve con la varilla hasta que se disuelva toda.
Trasvasar. Pasa la disolución al matraz aforado con ayuda del embudo.
Lavar. Enjuaga el vidrio de reloj, el vaso y la varilla con un poco de agua del frasco lavador y echa esa agua también al matraz: así no se pierde nada de sal.
Enrasar. Añade agua hasta cerca de la marca y termina gota a gota con el cuentagotas, hasta que la parte de abajo del menisco toque la marca. Tus ojos deben estar a la altura de la marca.
Homogeneizar. Tapa el matraz y dale la vuelta varias veces, sujetando el tapón.
Etiquetar. Pasa la disolución a un frasco y pon una etiqueta con: nombre de la sustancia, concentración, fecha y nombre del grupo.

Seguridad

Bata y gafas, aunque las sustancias sean inofensivas. En el laboratorio nunca se prueba nada. Limpia la balanza si cae sólido. Pregunta al profesor dónde se tira cada disolución.

Puntos clave

Antes de pesar, se calcula la masa: $m = c \cdot V$ .
Se tara el vidrio de reloj para pesar solo el soluto.
El soluto se disuelve primero en un vaso con menos agua de la necesaria.
El volumen final se completa en un matraz aforado: el menisco debe tocar la marca, con los ojos a su altura.
Se lavan los recipientes con el frasco lavador y esa agua se añade al matraz para no perder soluto.
Toda disolución se etiqueta: sustancia, concentración, fecha y autor.

Errores frecuentes

ErrorEchar 100 mL de agua en el vaso y disolver allí la sal, sin usar el matraz aforado.
Cómo corregirloEl volumen final de disolución debe ser 100 mL. Disuelve en menos agua y completa en el matraz aforado hasta la marca.
ErrorOlvidar tarar y pesar 2 g contando el vidrio de reloj.
Cómo corregirloPulsa tara con el vidrio de reloj encima antes de añadir la sal; si no, pesarás menos sal de la necesaria.
ErrorPasarse de la marca al enrasar.
Cómo corregirloTermina siempre con el cuentagotas, gota a gota. Si te pasas, la disolución queda más diluida y hay que empezar de nuevo.
ErrorMirar el menisco desde arriba o desde abajo.
Cómo corregirloAgáchate hasta que la marca quede a la altura de tus ojos y fíjate en la parte inferior de la curva del líquido.

Ejemplos resueltos

Ejemplo 1. Demostración: 100 mL de disolución de sal de 20 g/L experimental (protocolo paso a paso)
El profesor prepara delante de la clase 100 mL de una disolución de sal de 20 g/L. Observa cada paso y anota en tu cuaderno qué material usa y por qué.

Resolución
1. Cálculo: $m = 20\ \text{g/L} \cdot 0{,}1\ \text{L} = 2\ \text{g}$ de sal.
2. Pesada: vidrio de reloj en la balanza → tara → 2,00 g de sal con la espátula.
3. Disolución: la sal al vaso de precipitados con unos 50 mL de agua destilada; remover con la varilla hasta que no quede sólido.
4. Trasvase: con el embudo, al matraz aforado de 100 mL.
5. Lavado: vidrio de reloj, vaso, varilla y embudo se enjuagan con el frasco lavador sobre el matraz.
6. Enrase: agua hasta 1 cm por debajo de la marca; después, gota a gota con el cuentagotas, hasta que la parte inferior del menisco toque la marca (ojos a la altura).
7. Homogeneización: tapar e invertir el matraz varias veces.
8. Etiqueta: «Cloruro de sodio, 20 g/L — fecha — grupo».
Ejemplo 2. Leer bien el menisco de laboratorio (observación)
En el cuello del matraz, la superficie del agua no es plana: forma una curva hacia abajo llamada menisco. Tres alumnos enrasan así: Iván mira desde arriba; Sara mira con los ojos a la altura de la marca y hace coincidir con ella la parte de abajo de la curva; Noa hace coincidir con la marca los bordes de arriba del menisco, donde el agua toca el cristal. ¿Quién lo hace bien?

Resolución
Lo hace bien Sara. Para enrasar:
- los ojos deben estar a la altura de la marca (si miras desde arriba o desde abajo, la marca parece estar en otro sitio: es el error de paralaje);
- en el agua, el menisco es cóncavo (curvado hacia abajo) y se toma como referencia su parte inferior. Noa añade más agua de la necesaria: su disolución queda un poco más diluida.

Ejercicios

De menos a más. Intenta cada uno antes de mirar la solución.

1. Fácil
Escribe para qué sirve cada uno de estos materiales en la práctica: a) vidrio de reloj; b) matraz aforado; c) frasco lavador; d) cuentagotas; e) varilla de vidrio.

Ver solución
a) Pesar el sólido. b) Medir con precisión el volumen final. c) Añadir agua y arrastrar los restos. d) Enrasar gota a gota. e) Remover para disolver.
a) Recipiente sobre el que se pesa el soluto en la balanza. b) Contiene exactamente 100 mL cuando el líquido llega a la marca: fija el volumen final de disolución. c) Añade agua destilada y sirve para enjuagar los recipientes sin perder soluto. d) Permite añadir las últimas gotas sin pasarse de la marca. e) Remueve para que el soluto se disuelva antes.
2. Fácil
Ordena estos pasos de la preparación de una disolución: A) enrasar con el cuentagotas; B) pesar el soluto en el vidrio de reloj tarado; C) disolver en un vaso con poca agua; D) etiquetar; E) calcular la masa de soluto; F) trasvasar al matraz aforado y lavar el vaso; G) tapar e invertir el matraz.

Ver solución
E, B, C, F, A, G, D
Primero se calcula (E), después se pesa (B), se disuelve en poca agua (C), se pasa al matraz lavando el vaso (F), se enrasa (A), se homogeneiza (G) y se etiqueta (D).
3. Fácil
¿Qué masa de sal habría que pesar si, en lugar del matraz de 100 mL, usaras uno de 250 mL para preparar una disolución de la misma concentración, 20 g/L?

Ver solución
5 g
$m = c \cdot V = 20\ \text{g/L} \cdot 0{,}25\ \text{L} = 5\ \text{g}$
4. Media
a) ¿Por qué se disuelve la sal en un vaso con unos 50 mL de agua y no directamente en 100 mL de agua? b) ¿Por qué hay que enjuagar el vaso y la varilla con el frasco lavador y echar esa agua en el matraz?

Ver solución
a) Porque lo que tiene que medir 100 mL es la disolución, no el agua. b) Para no perder la sal que queda pegada.
a) Si se disuelven 2 g de sal en 100 mL de agua, el volumen de disolución no es exactamente 100 mL. Se disuelve en menos agua y se completa hasta 100 mL de disolución en el matraz. b) En las paredes del vaso y en la varilla quedan gotas con sal disuelta. Si no se recogen, el matraz tendría menos de 2 g de sal y la concentración sería menor de 20 g/L.
5. Difícil
Indica si la disolución queda más concentrada, menos concentrada o igual de lo previsto (20 g/L) en cada caso: a) un alumno no ha tarado la balanza y ha añadido sal hasta que marcaba 2 g con el vidrio de reloj encima; b) se pasa de la marca al enrasar; c) al trasvasar se derrama un poco de disolución fuera del matraz; d) en lugar de agua destilada usa agua del grifo para enjuagar.

Ver solución
a) Menos. b) Menos. c) Menos. d) Prácticamente igual (en sal añadida), aunque el agua del grifo lleva algunas sales disueltas.
a) Ha pesado menos de 2 g de sal (parte de la lectura era el vidrio) → menos concentrada. b) Más volumen con la misma sal → menos concentrada. c) Se pierde sal → menos concentrada. d) La cantidad de sal común que añadimos es la misma: la concentración de cloruro de sodio cambia muy poco, pero la disolución ya no es solo sal y agua, porque el agua del grifo lleva otras sales disueltas en pequeña cantidad. Por eso en el laboratorio se usa agua destilada.

Para practicar más

1. Fácil
Dibuja un matraz aforado y una probeta. Explica por qué para preparar una disolución se usa el matraz aforado y no la probeta.

Ver solución
El matraz aforado mide un único volumen con mucha más precisión que la probeta.
La probeta tiene muchas marcas y sirve para medir volúmenes variables, pero con poca precisión. El matraz aforado tiene una sola marca en un cuello estrecho: un pequeño error en la altura del líquido supone muy poco volumen, así que mide ese volumen con mucha precisión.
2. Fácil
Calcula la masa de soluto que hay que pesar para preparar: a) 50 mL de disolución de azúcar de 40 g/L; b) 500 mL de disolución de sal de 10 g/L.

Ver solución
a) 2 g. b) 5 g.
a) $m = 40 \cdot 0{,}05 = 2\ \text{g}$ . b) $m = 10 \cdot 0{,}5 = 5\ \text{g}$ .
3. Fácil
Escribe la etiqueta de la disolución que has preparado hoy. ¿Qué datos debe tener y por qué es importante etiquetar siempre?

Ver solución
Sustancia, concentración, fecha y autor. Para saber siempre qué contiene un frasco y no confundirlo.
Ejemplo: «Disolución de cloruro de sodio (sal común) — 20 g/L — fecha de hoy — Grupo 3». En un laboratorio hay muchos frascos con líquidos incoloros que parecen agua; sin etiqueta no se sabe qué contienen ni qué concentración tienen, y eso puede provocar errores y accidentes.
4. Media
Escribe tres normas de seguridad que se deben cumplir en esta práctica aunque la sal sea inofensiva, y explica para qué sirve cada una.
Ver solución
Por ejemplo: llevar bata y gafas; no probar ni oler directamente nada; limpiar y recoger el material.
Respuesta abierta. Por ejemplo:
- Bata y gafas: protegen la ropa y los ojos de salpicaduras; es un hábito para cuando se trabaje con sustancias peligrosas.
- No probar nada: el material de laboratorio puede estar contaminado con otras sustancias.
- Limpiar la balanza y recoger el material: evita que la sal la estropee y que el siguiente grupo se equivoque.
- Preguntar dónde se tira cada disolución: no todas se pueden tirar por el desagüe.
5. Difícil
Ana pesa bien 2 g de sal, pero al enrasar se pasa y el matraz de 100 mL acaba conteniendo 102 mL de disolución. a) ¿Qué concentración tiene en realidad su disolución? b) Si en vez de pasarse se hubieran perdido 0,2 g de sal al trasvasar (y el volumen fuera de 100 mL), ¿cuál sería la concentración?

Ver solución
a) Unos 19,6 g/L. b) 18 g/L.
a) $c = \dfrac{2\ \text{g}}{0{,}102\ \text{L}} = 19{,}6\ \text{g/L}$ (algo menos de 20 g/L). b) Quedan $2 - 0{,}2 = 1{,}8$ g: $c = \dfrac{1{,}8\ \text{g}}{0{,}1\ \text{L}} = 18\ \text{g/L}$ . Perder soluto es un error mucho mayor que pasarse un poco del enrase.