Universidad Nacional Autónoma de México. México. FES Zaragoza Química Farmacéutico iológica. Na!era S"nc#ez $loria $uadalu%e. Miranda &am%ec# Natal'. $ru%o( )*++ ,a-oratorio de &iencia "sica /ítulo 0&alculo de la constante de acidez del "cido acético 1&2 3&44256 Fec#a de entrega )78octu-re8)9*)
&"lculo de la constante de acidez del "cido acético 1&2 3&4425 Resumen: Introducción: ,os "cidos ' las -ases son mu' im%ortantes 'a :ue controlan el %2 de los sistemas vivos. En el caso de los #umanos variaciones ;uera del rango de <.3=<.+ %ueden %rovocar en;ermedades serias. Seg>n el conce%to de Arr#enius los "cidos son sustancias :ue al disolverse en agua aumentan la concentración de iones 2?. An"logamente las -ases son sustancias :ue al disolverse en agua aumentan la cantidad de iones 42=. rontes ' ,o@r' consideraron un "cido como una sustancia 1molécula o ion5 ca%az de donar un %rotón a otra sustancia ' las -ases son sustancias :ue ace%tan dic#o %rotón. En todo e:uili-rio "cido=-ase #a' trans;erencia de %rotones es decir( 2B1ac5 ? 2)4 1l5
B=1ac5 ? 234? 1ac5
Un "cido ' una -ase como 2B ' B= :ue di;ieren sólo en la %resencia o ausencia de un %rotón constitu'en un %ar con!ugado "cido=-ase. ,a determinación %otenciométrica de la concentración de iones #idrógeno C2 ?D re:uiere la utilización de un %2metro 1%otenciómetro5. El electrodo con mem-rana de vidrio es sumergido en una disolución de %2 desconocido esta-leciendo una di;erencia de %otencial entre la disolución dentro del electrodo ' la disolución %ro-lema trans;ormando el valor o-tenido en una escala de %2. Así el método %otenciómetrico %ermite seguir cuantitativamente la concentración de 2 ? en el transcurso de una reacción "cido=-ase. Un %rocedimiento %ara determinar el %unto ;inal de una valoración es mediante el em%leo de curvas de valoración. stas son una relación entre la %ro%iedad medida ' la cantidad total de valorante agregado. Son ;uentes de in;ormación d"ndonos a conocer la este:uiometria de la reacción las eta%as de reacción constantes de e:uili-rio etc. ,as curvas de valoración llamadas sigmoidales o logarítmicas se caracterizan %or %resentar ;orma de S ' se o-tienen al re%resentar valores de %2 en ;unción del volumen adicionado de reactivo. En este ti%o de curvas el %unto de e:uivalencia coincide con el %unto de m"xima %endiente :ue es adem"s el %unto de in;lexión. Si la curva de valoración viene re%resentada %or la ecuación ' ;1x5 en el %unto de m"xima %endiente se cum%le :ue el valor de la %rimera derivada 1d'8dx5 es m"ximo mientras :ue el %unto de in;lexión el valor de la segunda derivada 1d)'8d)x5 es cero. Estas características %ermiten la localización del %unto de
e:uivalencia mediante los métodos de la curva %rimera derivada ' de la curva segunda derivada. El "cido acético se disocia %arcialmente en agua seg>n la reacción 2Ac41ac5 ? 2)4
⇄
Ac4=1ac5 ? 234?1ac5
,a constante termodin"mica %ara la disociación anterior 1constante de disociación "cida5 alcanza un valor de *.<+x*9 =+ a la tem%eratura de )+G&. ,a constante de disociación se %uede escri-ir +¿ ¿ H 3 O ¿ −¿ ¿
AcO ¿ ¿ Ka=¿
Una constante de e:uili-rio %uede ser a;ectada %or diversos ;actores seg>n lo ex%lica el %rinci%io de ,e &#atelier :ue %redice :ue cuando a un sistema en e:uili-rio se le modi;ica alguna de las características :ue lo de;inen 1%resión volumen tem%eratura concentración etc.5 el sistema evoluciona en el sentido en :ue contrarreste la modi;icación introducida. Harticularmente el cam-io de la tem%eratura de un sistema en e:uili-rio :uímico modi;ica el valor de su constante de e:uili-rio.
Objetivos General Ieterminar la cnstnte de acidez del "cido acético Particular &alcular el %orcenta!e de error del valor ex%erimentalJ titular %ara conocer la concentración real de la solución de &2 3&442 cal-ración ' uso del %otenciómetro
Hipótesis: Mediante las concentraciones de los iones 42 = ' 234? se o-tendr" la cconstnte de acidez del "cido acéico
Variables: Dependientes:
&onstante de acidez concentraciones de iones 42 = ' 234? Independientes:
/em%eratura 1/5 concentración incial de reactivos tiem%o 1t5. Kolumen de aliciotas
Parte experimental: Procedimiento: Hre%arar disoluciones 9.* 9.9* ' 9.99*N de Na42 las disoluciones de 9.* ' 9.9*N se #ar"n en un matraz a;orado de )99 m, la disolución de 9.99*N ser" una dilución de la disolución de 9.9*N %osteriormente se estandarizar" con -i;talato de %otasio. Hre%arar disoluciones 9.*N 9.9*N ' una dilución de concentración 9.99*N agregando la cantidad corres%ondiente de "cido ' a;orando a )99 m,. &ali-rar el %otenciómetro con soluciones -u;;er %2 < ' %2 L. ealizar la titulación %otenciométrica agregando millitro a mililitro ' registrando el %2. &onstruir la gra;ica %ara o-tener el %2 en el %unto de e:uivalencia ' calcular la constante deacidez. Material y reactivos Hotenciometro
Hi%eta volumétrica *9 m,
3 vasos de %reci%itado +9m,
Hi%eta graduada * m,
) vasos de %reci%itado de *99m,
Hi%eta volumétrica +m,
ureta
Matraz a;orado )99m,
So%orte Universal
Harrilla de agitación
Hinzas de do-le %resión
Agitador magnético
2idróxido se sodio
i;talato de %otasio
Feno;aleina
cido acético
Esuemas:
!ia"rama:
*E-E#/NC/N *E & CON2-N-E *E C/*E *E& Preparar soluciones de NaOH y CH3COOH a 0.1, 0.01, y 0.001 Normal #ealizar la titulación potenciom$trica re%istrando m& 's pH
Calibrar el potenciómetro con buer pH ! y pH "
Estandarizar NaOH con biftalato de potasio
#ealizar la %r()ca de pH
*eterminar el punto de e+ui'alencia y de semi e+ui'alencia.
#epetir tres 'eces por cada disolución de (cido.
Resultados: Disolución 0.1N Disolución 0.01N -abla 1. #esultados titulación 1 disolución 0.01N ililitros de
pH re%istrado
Calcular el pa del (cido (c$tico.
NaOH 0 1 4 3 " 6 7 ! 5 8 10 11 14 13 1" 16 17 1! 15 ililitros de NaOH 18 40 41 44 43 4" 46 47 4! 45 48 30 31 34 33 3" 36 37
4,56 3,13 3,43 3,3! 3,"3 3,63 3,71 3,!4 3,53 3,8" ",1 ",46 ","! ",!8 6,"6 !,5" 5,74 8,4 8,47 pH re%istrado 8,"3 8,6" 8,7" 8,!5 8,56 8,8" 10,0" 10,05 10,4! 10,33 10,36 10,3! 10,"" 10,"5 10,63 10,67 10,65 10,!"
9r(ica 1. Prueba uno titulación del acico ac$tico 0.1N con :idró;ido de sodio 0.0088N
Disolución 0.01NPrueba 1: NaOH agregado vs pH disolución de CH3COOH 14 11 10 8 5 pH de diaolución
!
pH
7 6 " 3 4 0 4 " 7 5 10141"171540444"474530343"3735"0 NaOH agregado (mL
/a-la). esultados titulación ) disolución 9.9*N ililitros de pH prueba 4 NaOH 0 3,!5 1 ",0! 4 ",48 3 "," " ",63 6 ",!7 7 ",84 ! 6,16 5 6,6 8 7,3 10 7,5! 10,6 !,81 11 5,48 11,7 8,64 14 8,55 13 10,36 1" 10,64 16 10,66 17 10,68 1! 10,7! ililitros NaOH pH prueba 4 15 10,!
18 40 41 44 43 4" 46 47 4! 45 48 30 31 34 33 3" 36 37
10,!1 10,!3 10,!8 10,53 10,86 11 11,05 11,14 11,13 11,1" 11,15 11,44 11,45 11,3" 11,35 11,"1 11,"5 11,6
9r(ica 1. Prueba dos titulación del acico ac$tico 0.1N con :idró;ido de sodio 0.0088N
Disolución 0.01NPrueba !: NaOH agregado vs pH disolución de CH3COOH 14 11 10 8 5 pH
pH de diaolución ! 7 6 " 3
0 4 " 7 5 10141"171540444"474530343"3735
NaOH agregado (mL
/a-la 3. Hromedio %rue-a * ' %rue-a ) ililitros NaOH pH
0 1 4 3 " 6 7 ! 5 8 10 10,6 11 11,7 14 13 1" 16 17 1! ililitros NaOH 15 18 40 41 44 43 4" 46 47 4! 45 48 30 31 34 33 3" 36 37
promedio 3,"!6 3,5!6 ",08 ",46 "," ",716 ",!7 6,016 6,336 6,8 7,756 !,806 5,!16 8,6! 8,51 10,45 10,61 10,746 10,77 10,!36 pH promedio 10,506 10,566 10,58 10,836 10,876 11,0" 11,0!6 11,13 11,17 11,156 11,4 11,446 11,46 11,456 11,34 11,376 11,"06 11,"8 11,6
9r(ica 1. Prueba dos titulación del acico ac$tico 0.1N con :idró;ido de sodio 0.0088N
Disolución 0.01NPromedio. NaOH agregado vs pH disolución de CH3COOH 14 11 10 8 5 pH de disolución !
pH
7 6 " 3 0 4 " 7 5 10141"171540444"474530343"3735 NaOH agregado (mL
Determinación gráfca del punto de equialencia:
9r()ca . *eterminación del punto de e+ui'alencia por el m$todo %r()co 1.
Disolución 0.01NPromedio. NaOH agregado vs pH disolución de CH3COOH 14 11 10 8 5 pH de disolución !
pH
7 6 " 3 0 4 " 7 5 10141"171540444"474530343"3735 NaOH agregado (mL
Punto de e+ui'alencia= pH = >!.!6
9r()ca . *eterminación del punto de e+ui'alencia por el m$todo %r()co 1.
Disolución 0.01NPromedio. NaOH agregado vs pH disolución de CH3COOH 14 11 10 8 5 pH de diaolución !
pH
7 6 " 3 0 4 " 7 5 10141"171540444"474530343"3735 NaOH agregado (mL
Punto de e+ui'alencia= pH = >!.56
9r()ca . *eterminación del punto de e+ui'alencia por el m$todo %r()co 1.
Disolución 0.01NPromedio. NaOH agregado vs pH disolución de CH3COOH 14 11 10 8 5 pH
pH de diaolución ! 7 6 " 3
0 4 " 7 5 10141"171540444"474530343"3735 NaOH agregado (mL
Punto de e+ui'alencia= pH = >!.!6
!eterminación del p#a del $H%$OOH por el m&todo de la se"unda derivada
Tabla 1.1 Promedio de las pruebas de la valoración de CH 3CH con !aH "."#$$!. Cálculo de la primera % segunda derivadas.
Promedio de las pruebas 1y4 < promedio pH promedio NaOH ?m&@
pHBm&
< promedio
pHBm&
0
3."!6
0.6
0."
1
D0.156
1
3.5!6
1.6
0.416
4
D0.066
4
".08
4.6
0.17
3
D0.01
3
".46
3.6
0.16
"
0.076
"
"."
".6
0.416
6
D0.0!
6
".716
6.6
0.1"6
7
0.11
7
".!7
7.6
0.466
!
0.076
!
6.016
!.6
0.34
5
0.3"6
5
6.336
5.6
0.776
8
0.636
8
7
8.6
1.4
8.5!6
1."63333333
10
!.4
10.46
4.48
10.6
D0.7"
10.6
5.3"6
10.!6
1.8!
11.046
D4.308080808
11
8.33
11.3
0.!
11.66
D0.3
11.7
8.!6
11.5
0.66
14.16
D0.48456!1"3
14
8.8!
14.6
0.3"6
13
D0.136
13
10.316
13.6
0.41
1"
D0.08
1"
10.646
1".6
0.14
16
D0.076
16
10.7"6
16.6
0.066
17
D0.01
17
10.!
17.6
0.0"6
1!
0.016
1!
10.!"6
1!.6
0.07
15
D0.01
15
10.506
15.6
0.06
18
D0.016
18
10.566
18.6
0.036
40
0.01
40
10.58
40.6
0.0"6
41
D0.016
41
10.836
41.6
0.03
44
0.0"6
44
10.876
44.6
0.0!6
43
D0.0"
43
11.0"
43.6
0.036
4"
0.04
4"
11.0!6
4".6
0.066
46
D0.046
46
11.13
46.6
0.03
47
D0.006
47
11.17
47.6
0.046
4!
D0.01
4!
11.156
4!.6
0.016
45
0.01
45
11.4
45.6
0.046
48
0
48
11.446
48.6
0.046
30
0.01
30
11.46
30.6
0.036
31
0
31
11.456
31.6
0.036
34
0.01
34
11.34
34.6
0.0"6
33
D0.006
33
11.376
33.6
0.0"
3"
0.0"6
3"
11."06
3".6
0.056
36
D0.0!6
36
11."8
36.6
0.01
36.!6
0.715555558
37
11.6
37
0.318""""""
37
0.0055!3"6!
&ráfcas de la valoración de CH3CH con !aH "."#$$!.
Prueba 1 Prueba !
"r#$ca 1.! Promedio de pH de CH3COOH 14 11 10 8 5 ! 7 6 " 3 4 0
4
"
7
5 10 14 1" 17 15 40 44 4" 47 45 30 34 3" 37 35
"r#$co. 1% derivada 4.6 4 1.6 pH
1 0.6 0 0 4 " 7 5 10 14 1" 17 15 40 44 4" 47 45 30 34 3" 37 35 &' NaOH (mL
"r#$co !% derivada 4 1.6 1 0.6 0 pH D0.6 0 D1 D1.6 D4 D4.6
6
10
16
40
46
30
36
"0
&'' NaOH (mL
&olumen promedio de NaOH 4 1.6 1 0.6 0 )is *i+le D0.68.5 D1 D1.6 D4 D4.6
f?;@ D 3.4!; F 33.!! #G 1 10
10.4
10."
10.7
)is *i+le
10.5
11
11.4
Donde:
;10.31 "4
y 0
;6.16! 1
Car+ *i+le 6 ".5
,()".7- 3./ e)p( 0.0 ) )is *i+le
"." ".4 " 3.5 3.6
"
".6
6
6.6
)is *i+le
Donde:
; 6.16!1
y"."546
7
7.6
!
!.6
Coparación de las +i+ulaciones de #cido ac2+icoa dis+in+s concen+ración 1" 14 10 pH concentración 0.1
5
pH concentración 0.01
pH de la disolución 7
pH concentracion 0.001
" 4 0 0 6 101640463036"0
NaOH adicionado (milili+ros
'n(lisis de resultados: $onclusiones:
Re)erencias: *.= &romer A. Física %ara las ciencias de la vida. Editorial everté )P edición. Es%aa( )99L ).= AtRins H. Química Física P edición &a%itulo ). Editorial Médica Hanamericana. México( )99 3.= e-oiras MH Química la ciencia -"sica Editorial /#om%son México )99T L.= urmistrova 4 A. Hr"cticas de Química Física Editorial M Mosc> *7 +.=. &#ang Química Mc$ra@= 2ill LP edición México *77) T.= Halmer V. $. WQuímica Física Ex%erimentalW. EUIEA uenos Aires *7TT
