Estudio experimental de la lejía. Determinación de la concentración de hipoclorito de sodio.

María Dolores Gálvez Sanchez

IES Saavedra Fajardo (Murcia)

La lejía es un producto de limpieza de uso común en los hogares. Se utiliza como desinfectante y decolorante habitual. Se trata de una disolución acuosa de hipoclorito de sodio de concentración inferior al 5% en los productos de uso doméstico. Su carácter altamente oxidante lo hace muy eficaz como desinfectante contra hongos, bacterias e incluso virus (se utiliza como desinfectante de superficies donde pueda haber Covid-19)
La reacción del hipoclorito sódico con peróxido de hidrógeno produce oxígeno que, en las condiciones experimentales habituales en un laboratorio escolar, puede evidenciar, a simple vista, la producción de una reacción química.
Por otra parte, con esta reacción se puede ir un poco más allá experimentalmente, y conseguir medir el volumen de un producto de reacción gaseoso. Incluso, se pueden aplicar conocimientos estequiométricos y de las leyes de los gases para determinar la concentración de hipoclorito de sodio en la lejía.

NaClO(ac) + H2O2(ac)  NaCl(ac) + H2O(l) + O2(g)
Teniendo en cuenta, la estequiometría de la reacción, por cada mol de hipoclorito de sodio que reaccione se forma un mol de oxígeno molecular, las condiciones ambientales de presión y temperatura, el valor de la densidad de la lejía y la ecuación de los gases ideales se puede determinar el tanto por ciento de hipoclorito de sodio presente en la lejía de uso doméstico.

(1) Conocer el principio activo de la lejía y su acción como desinfectante.
(2) Evidenciar que se ha producido una reacción química.
(3) Medir experimentalmente el volumen de un producto de reacción gaseoso.
(4) Determinar de forma experimental la concentración de una lejía, expresada en tanto por ciento de hipoclorito de sodio.
(5) Estudio cuantitativo del reactivo limitante.

El nivel de estudios recomendado dependerá de los objetivos que se quieran conseguir al desarrollar esta práctica:
4º ESO: objetivos (1), (2), (3) (podría ser adecuada para algún grupo de 3º ESO)
1ºBachillerato: Objetivos (3), (4) y (5)

1 sesión (50 minutos) para 4ºESO.
2 sesiones de laboratorio para 1ºBachillerato.
• 1 sesión para explicar el procedimiento, preparar los materiales y montar el equipo.
• 1 sesión para realizar los experimentos y recoger los datos experimentales.

Además, serán necesarias algunas horas de trabajo en casa para elaborar el informe del trabajo realizado.

• Vasos de precipitados.
• Balanza
• Termómetro
• Jeringuilla de 5 ml
• Probetas de 10 ml y de 100ml
• Matraz Erlenmeyer
• Tapón caucho horadado
• Tubo de silicona
• Lejía de uso doméstico
• Peróxido de hidrógeno del 33%(w/v)
• Soporte y pinzas
• Cubeta con agua
• Cuaderno para tomar notas

Son necesarios guantes y recomendables gafas y bata.
Comburente
Corrosivo
Peligro para el medio ambiente
Peligro para la salud

Primera parte: Procedimiento y diseño experimental
(1) Se llena la probeta de 100 ml al máximo de su capacidad y la cubeta con agua.
(2) Se introduce la probeta invertida en la cubeta (tapando el extremo abierto con la mano hasta colocarlo correctamente) y se sujeta al soporte con una pinza.
(3) Se anota la medida del nivel de agua de la probeta que resulta tras introducirla en el barreño.
(4) Por otra parte, se introduce 5 ml de lejía doméstica (medida con la probeta de 10 ml) en el matraz Erlenmeyer y se tapa con el tapón previamente unido al tubo de goma, el cual se lleva hasta el interior de la probeta invertida que se dejó sumergida en la cubeta con agua.
(5) Se toman 3 ml de peróxido de hidrógeno con la jeringuilla y la conectamos al tapón del matraz Erlenmeyer donde se encuentra la lejía.
(6) Una vez comprobada la estanqueidad del matraz se procede a introducir el peróxido de hidrógeno de la jeringuilla en el matraz para que se produzca la reacción con el hipoclorito de sodio de la lejía.
(7) La reacción es inmediata, se observa que el nivel de agua en la probeta invertida desciende.
(8) Anotamos la nueva altura del agua para calcular la diferencia entre el volumen inicial y el nuevo volumen, obtenido al ser desplazada el agua por el oxígeno producido en la reacción.
(9) El proceso se realizará al menos tres veces para minimizar el error en los datos experimentales obtenidos.
(10) Con los datos recogidos se pasa a la fase de cálculos para la determinación de la concentración de la lejía.

Segunda parte: recogida de datos experimentales
(11) Toma de datos necesarios para los cálculos.
Presión atmosférica: suponemos 1 atm
Temperatura ambiente: la medimos en el momento de realizar los experimentos.
Densidad de la lejía: medimos la masa de un determinado volumen y realizamos el cálculo.

(12) Tabla de resultados experimentales
Donde se anotará el volumen inicial del agua en la probeta, el volumen final y el volumen de oxígeno obtenido.

Tercera parte: Cálculos e Interpretación de resultados.
(13) Determina el error absoluto y relativo de los resultados experimentales del volumen de oxígeno recogido.
(14) Representación gráfica y línea de tendencia.
(15) Cálculos para determinar la concentración en NaClO.

El peróxido de hidrógeno puede provocar a largo plazo efectos negativos en el medio acuático. Puesto que lo utilizamos como producto en exceso, todo lo que queda en el matraz una vez producida la reacción se debe recoger en un contenedor etiquetado para su posterior retirada por un servicio autorizado y nunca verterlo al desagüe.

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© Versión en español, INSST, 201
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https://www.vadequimica.com/media/catalog/product/v/a/vadequimica-fs-agua_oxigenada_30_.pdf

Imágenes de la práctica

Vídeo de la práctica

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