1. INTROD INT RODUCC UCCIÓN IÓN:: La sosa comercial o más conocida como sal de soda es un material inorgánico inorgánico que está constituido por carbonato de sodio hidratado en algunos casos no se encuentra químicamente puro. Su uso radica como alcalinizante para el tratamiento de aguas como bajar la dureza al reaccionar con calcio, elevar el pH en soluciones acuosas, para el blanqueamiento de ropa entre otros. (Aquaquimi, !"#$
1.1. 1.1.
JUSTIF JUS TIFIC ICACI ACIÓN: ÓN:
%s necesario saber calcular el porcentaje de &a') en la sosa comercia. *ara *ara así ver si la concentraci+n de esta cumple con los parámetros que guran tener en su envase. %sto se llevara a cabo con la t-cnica de la volumetría ronsted / Lo0r/ (usada com1nmente para determinar masas / vol1menes de una sustancia$.
1.2. 1.2.
OBJETI OBJ ETIVOS: VOS:
Al nal de esta sesi+n nosotros como alumnos debemos2 •
1.3. 1.3.
3eterminar la alcalinidad total como 4de &a') de una muestra de carbonato de sodio por la t-cnica de volumetría acido5base ronsted / Lo0r/ titulando con soluci+n de ácido clorhídrico, H'L, estandarizado / aplicando las le/es de la estequiometria.
HIPÓTE HIP ÓTESIS SIS::
La pureza del carbonato, una base ronsted / Lo0r/, puede determinarse por reacci+n química acido5base / reaccionara con un ácido por la t-cnica de titulaci+n en un medio acuoso / luego aplicar las le/es de la estequiometria.
2. REVISIÓN DE LITERATURA: Se determinara la alcalinidad en el carbonato de sodio mediante una tecina de volumetría2 Las t-cnicas de volumetría están basadas en la medida del volumen de soluci+n de un determinado reactivo consumido en la reacci+n química. %jemplos de m-todos volum-tricos de análisis son las alcalometrías / acidimetrías6 el m-todo de 7ohr o el m-todo de 8ajans, que hacen uso de Ag9 como agente valorante para determinar los haluros en disoluci+n, las /odometrias, basadas en reacciones redo: como la que se emplea para determinar dureza del agua, etc. La propiedad que se llega a medir es directamente proporcional a la concentraci+n o cantidad del analito, siendo el ;actor de proporcionalidad un valor constante, per;ectamente denido, deducible de la estequiometria de la reacci+n. (7oreno, !"<$
Volumet!" A#$%o&'"(e Bo)(te% * Lo+*: %l concepto de ácido / base de r=nsted / Lo0r/ a/uda a entender por qu- un ácido ;uerte desplaza a otro d-bil de sus compuestos (lo mismo ocurre entre una base ;uerte / otra d-bil$. Las reacciones ácido5base se contemplan como una competici+n por los protones. %n ;orma de ecuaci+n química, la siguiente reacci+n de Acido ("$ con ase ($2
,#$%o -1/B"(e -2 0,#$%o -2/B"(e -1 3ebemos recordar que la reacci+n del carbonato hasta acido carb+nico tiene un paso intermedio. %ste consiste en la ;ormaci+n de un producto intermedio que no es detectado por el azul de bromo;enol /a que este producto tiene un pH alrededor de >.? / a este pH el indicador seguirá mostrando un color azul. %ste producto intermedio es el bicarbonato. ')5 9 H9@H')5 (bicarbonato$ H')5 9 H9 @ H') (acido carb+nico$
n reactivo llamado EvaloranteF o EtituladorF, de volumen / concentraci+n conocida (una soluci+n estándar o soluci+n patr+n$ se utiliza para que reaccione con una soluci+n del analito, de concentraci+n desconocida. ('hang, "GGG$ *are este caso nuestra sustancia denominada valorante sea el ácido clorhídrico /a que se determinará la cantidad de este necesario para notar un cambio de color en el matraz que contiene bromo;enol.
3. ATERIALES TODOS: ATERIALES • • • • • • •
!" ureta calibrada de ? o ?! 7l. ! 7atraz %rlenme/er de ?! o ?!! mL. ! asos de precipitado de ?! o "!! mL. !" Irasco lavador con agua destilada. *ipetas volum-tricas de ?, "! o ! mL. 7atraz volum-trico de ?! o "!! mL. *izeta con agua destilada.
REACTIVOS: •
Soluci+n sin estandarizar de H'l apro: !,"!!! 7 o lo que indica en la etiqueta. Irasco gotero con soluci+n indicadora de azul de bromo;enol. *atr+n primario de carbonato de sodio. patr+n primario 7uestra de carbonato de sodio comercial.
%standarizaci+n • •
5sando un (&a ' ) Buímicam ente *uro$ E4UIPOS: hallaremos la concentraci+n e:acta del H'l.alanza analítica. 5*ara realizar esta operaci+n debem os titular nuestra ETODOS muestra pa tr+n con el H'l, usaremos azul de bromo;enol como indicador, para encontrar su respectiva molaridad e:acta. 53estilamo s !.!?>g de &a ' ) disueltos en un m atraz hasta ?! mL con ? a # gotas de bromo;enol gota a gota. 5na vez que se o bserve el viraje o cam bio de color de azul ama rillo a am arillo verdoso se procede a medir el volumen gastado de H'l. 5Se realizan los cálculos correspondientes / se determina la con centraci+n real de H'l. %nrazamo s la ola / procedemos a agitar / homogeneizar. •
•
*reparaci+n
5*reparamo s nuestra titulaci+n para poder h allar la concentraci+n de &a ' ) para esto seguimos los siguientes pasos. 5*esamos !.# g de nuestra muestra original / la disolvemos completamente en una ola de ?! mL 5Comamos una alícuota de "! m L de la diluci+n preparada / la vertimos en un %rlenme/er limpio de ?! mL. 5Agregamos nalmente unas ? a # gotas de indicador azul de bromo;enol / la muestra está lista pa ra proceder con la titulaci+n.
Citulaci+n 5Luego de estandarizar el H'l / preparar nuestra titulaci+n toda esta listo para proceder con la med ici+n de la concentraci+n de &a ' ) 5*ara esto necesitamo s enrazar una bureta con nuestra soluci+n de H'l estandarizado. 5Dota a gota vam os titulando la soluci+n para pod er hallar la concentraci+n de &a ' ) anotando el volumen de H'l gastado. 5con esta concentracion ahllamos el porcentaje de &a ' ) que ha/ en la muestra original
5. RESULTADOS DISCUSIONES: Cabla "2 %standarizaci+n previa de la disoluci+n de H'l (valorante$ A 7asa molar del patr+n primario carbonato de sodio peso del patr+n primario (g$ carbonato de sodio tomado, gramos, g ' &1mero de milimoles de carbonato de sodio 3
"!# gJmol !.!?> g !." mmol
Iactor estequiom-trico de conversi+n carbonato a H'l "&a') 9 H'l H') 9 &a'l
% &1mero de milimoles equivalentes de H'l I olumen de H'l gastado (mL$ D 7olaridad estandarizada de H'l
!.GG# mmol >.G mL !."""G 7
Cabla 2 3eterminaci+n de carbonato de sodio en la sal de soda H *eso de muestra original tomado, g
!.# g
K olumen nal de la diluci+n en la ola (mL$
?! mL
olumen en la alícuota de disoluci+n tomada para titular (mL$
"! mL
8 *eso de la muestra original que ha/ en la alícuota (g$
!." g
L olumen de H'l gastado durante la titulaci+n (mL$
>. mL
7 7olaridad H'l estandarizada & 7ilimoles de H'l
!."""G 7 !.GM?> mmol
Iactor estequiom-trico de carbonato a H'l2 "&a') 9 H'l H') 9 &a'l
* 7ilimoles de &a') que corresponde por estequiom-tria B 7asa molar carbonato de sodio (&a')$ O Dramos de &a') en la alícuota tomada *orcentaje de alcalinidad total como &a') anhidro (pJp$ S encontrado por análisis
N !.<>MG mmol "!#.) gJmol !.!?"G g <).?4
Cabla )2 uzgar o certicar el cumplimiento del requisito de concentraci+n C *orcentaje de &a') (pJv$ encontrado por análisis
<).?4
*orcentaje carbonato de sodio declarado
<.#4
Oango aceptable P *orcentaje error del encontrado por análisis
7ateria *rima2 Sal de soda comercial
%ntrada
Salidas *roceso de
7aterial Au:iliar2
%standarizaci+n del H'l con &a') B* por medio de una
Sal de soda comercial de concentraci+n de eti ueta
7edici+n de la concentraci+n de &a') por titulaci+n con el
&a') Buímicamente
Soluci+n titulada de la muestra
*roducto2 Sal de soda con concentraci+n conocida
3KS''K&%S La titulaci+n ácido Q base, es una t-cnica de laboratorio que tiene como nalidad determinar la cantidad de un ácido por la adici+n de una cantidad medida / equivalente de base o viceversa. ('anales , Hernandez, 7eraz, R *ealosa, "GGG$. %ste procedimiento se utiliz+ para estandarizar la soluci+n de ácido clorhídrico (H'l$ / la determinaci+n de carbonato de sodio (&a')$ en la sal de soda. *ara su medici+n equivalente se utiliz+ un indicador de bases, azul de bromo;enol, que al juntarse con el grupo o:idrilo (H$ se teirá de azul, / al agregarle la soluci+n ácida, se ira tornando cada vez más amarilla, debido al rango de transici+n visual que tiene (pHT )$ (0inUler, !"#$ Oespecto al porcentaje de &a') nos result+ un valor cercano al declarado por la etiqueta de la sal de soda comercial adquirida para esta práctica nuestra di;erencia de porcentajes ;ue solo de !.#?4 / nuestro respectivo error de ".?)4 siendo estos porcentajes aceptables al momento de realizar los análisis respectivos, el rango de error aceptable es de
realizaci+n de la práctica de laboratorio ;ue realizada con e:cito / que se pudo determinar la concentraci+n de la muestra de sal de soda comercial.
6. CONCLUSIONES: •
•
Se calcul+ con -:ito el porcentaje de &a') en la sal de soda comercial el cual ;ue de <).?4 practico / comparamos con el porcentaje de la etiqueta el cual ;ue de <.#4. %l porcentaje hallado está en el rango aceptable de V 4, por ende la determinaci+n ;ue e:itosa.
7. RECOENDACIONES *ara la estandarizaci+n se tendrá en cuenta las siguientes recomendaciones2 •
•
•
*esar con sumo cuidado la muestra de carbonato de sodio (químicamente puro$ para así no alterar los datos que se hallaran. Lograr una buena disoluci+n del carbonato de sodio B* hasta que no se observe pequeos grumos de esta. bservar con cuidado el primer viraje o cambio de color de azul a amarillo verdoso / anotar este dato para la estandarizaci+n.
*ara la determinaci+n del 4 de &a') (pJv$ en la sosa comercial tener en cuenta lo siguiente2 •
• •
*esar con sumo cuidado un valor entre a.?!! / !.#!! gramos de muestra de sosa comercial. Agitar lo suciente la muestra diluida hasta homogenizar. bservar con cuidado el primer viraje o cambio de color de azul a amarillo verdoso permanente / anotar este dato.
8. REFERENCIAS BIBLIO9RAFAS: •
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Aquaquimi. (!"#$. Aquaquimi. Oecuperado el !> de septiembre de !"#, de Aquaquimi2 http2JJaquaquimi.comJinde:.html 'hang, O. ("GGG$. Buimica Deneral . 7e:ico2 #W edicion 7cDra05 Hill. 7oreno, O. . (!"<$. Analisis Knstrumental. 7adrid2 %ditorial Síntesis. 'anales , 7., Hernandez, C., 7eraz, S., R *ealosa, K. ("GGG$. Iisicoquímica. 7e:ico2 niversidad &acional Autonoma de 7e:ico. PinUler. (") de abril de !"#$. btenido de http2JJiio.ens.uabc.m:Jhojas5seguridadJAzul4!de 4!romo;enol.pd;
;. CUESTIONARIO DE PRE9UNTAS: 1. o>?($to %e l" >"#t$#" 3@ La practica ) tienes como prop+sito que podamos aprender a realizar la estandarizaci+n de reactivos para poder hallar su concentraci+n real a trav-s de un patr+n primario / tambi-n de poder determinar la alcalinidad de nuestra muestra ue ;ue la sal de soda comercial.
2. ot"%o >o u(te% e( #o)"'le@ Logramos reportar que nuestro resultado hallado en el laboratorio no es err+neo /a que poseemos el porcentaje de &a') declarado en la etiqueta del producto. Xa que este sería un dato acertado. Además determinamos un rango de concentraci+n aceptable si la incertidumbre o el error aleatorio que se tolera posee un má:imo de V respecto al te+rico.
3.
Se puede demostrar q la práctica se manej+ de manera seguro porque se sigui+ con las *L correspondientes que nos pidieron seguir al inicio de la práctica seg1n la guía. 'omo el uso de los guantes, guardapolvo / los instrumentos necesarios para el proceso de determinaci+n de alcalinidad.
5.
Se logra un buen cuidado del ambiente al hacer uso de las buenas prácticas de laboratorio. 3ebemos desarrollar el trabajo en el laboratorio con sumo orden / concentraci+n para así asegurar e:actitud / precisi+n en los resultados. Además el manejo / la utilizaci+n de reactivos se deben realizar de acuerdo a lo establecido en el manual de gesti+n de seguridad / salud ocupacional.
6. De)$ e(t")%"$"#$?) %e u)" (olu#$?).
La estandarizaci+n de una soluci+n se puede describir como el proceso por el cual una soluci+n con concentraci+n desconocida con e:actitud por medio de un patr+n primario pueda ser hallada esa concentraci+n a una e:actitud adecuada para la realizaci+n de procesos posteriores.
7. U)" mue(t" %e (o(" #ome#$"l %e .3GG2 ue (e "lo" %$e#t"me)te #o) 52.6 mL %e HCL )o e(t")%"$"%o. Pe$"me)te >o "lo"#$?) >"" e(t")%"$" el "lo")te (e e(o .1526 %e #"'o)"to %e (o%$o >"t?) * (e "(t? 25.3 mL %e l" (olu#$?) %e HCL. C"l#ul" el %e #"'o)"to %e (o%$o t")(Kom"lo " %e CO2. %ntonces la molaridad del H'l es de2 YH'lZ [ (peso (g$ &a'): 2$J(ol deH'l gastado : peso de " mmol &a')$ [ (!."<?:$J(!."!#:<.)$ [ .117
4 alcalinidad total como &a') anhidrido(pJp$ encontrado por análisis(OJ8$:"!!
H'l:7H'l:I.%: peso "mmol &a'):"!! J peso de la muestra
(<.):!.""!#:!.?:!."!#: "!!$J !.)GG [ )?.#> 4
4 '[ 4&a'):(!.<"?"g 'J"g &a')$ ["<.>"!#4
8. U)" mue(t" %e 3.6;;; "mo( %e #"'o)"to %e (o%$o $m>uo (e %$(uele * (e %$lu*e "(t" 26 mL #o) "u" %e(t$l"%". Se tom" u)" "l!#uot" %e 6 mL (e t$tul" * (e "(t" 3;.8 mL %e HCl .11; . C"l#ul" el %e >ue" eM>e("%o #omo 8.1. C"'o)"to %e (o%$o. 4&a') [ !."!"> : )>.M : "! 5) : !.? : "!# : ? J ).?>>> : "!! [ G.!G4
8.2.
OM$%o %e (o%$o N"2O
samos el m-todo gravim-trico2 4 &a2 4 &a') : (": #g &aJ": "!#g &a ')$[ "M.!"?<4
;. "" ue el olume) "(t"%o (e" $u"l "l 1 %el #"'o)"to %e (o%$o e) .6 "mo( %e mue(t"@
G. .15 "mo( %e #"'o)"to %e (o%$o >"t?) (e %$(uele e) 6 mL %e HCl .115 e) el ue e"##$o)" to%o el >"t?) * ue%" u) em")e)te %e =#$%o. "" )eut"l$" tot"lme)te el =#$%o em")e)te@ "&a') reacciona con H'l por lo tanto " mol de &a ') reacciona con moles de H'l Ha/ !."? mmoles %stos reaccionan con el &aH por neutralizaci+n, ).!?>? [ !.!G>! : &aH &aH [ )"."mL
1. O.1315 %e #"'o)"to %e (o%$o %e GG.6 %e >ue" eu$ee 23.3 mL %e HCL >"" (u )eut"l$"#$?) #o) "ul %e 'omoKe)ol. C"l#ul" l" mol"$%"% * Kom"l$%"% %el HCL.
4 alcalinidad total como &a') anhidrido(pJp$ encontrado por análisis(OJ8$:"!!
H'l:7H'l:I.%: peso "mmol &a'):"!! J peso de la muestra
().):YH'lZ:!.?:!."!#:"! !$J !.")"< [ GG.?4
%ntonces la molaridad del H'l es de !."!?GI
!."!?G7 / la ;ormalidad de
11. "t?) ut$l$")%o: 11.1. Fe)olKt"le!)" #omo $)%$#"%o Se utilizara un volumen superior al usado con el azul de bromo;enol
11.2. Aul %e 'omoKe)ol #omo $)%$#"%o mL [ !."?><:"! ): J("!# : !."!?#$ [ >.)!"G mL
12. El "lo %el %e #"'o)"to %e (o%$o %e u)" mue(t" (e!" $u"l m"*o o me)o ue el "lo #oe#to ($ (e e"l$" lo( ($u$e)te( #"m'$o( "l >o#e%$m$e)to e(t"'le#$%o@ " Se tom? el %o'le %e l" "l!#uot" >"" l" t$tul"#$?) * (e e$(t" el #"m'$o %l valor del 4 de carbonato de sodio sería el mismo al correcto siempre / cuando se establezca la proporci+n (cantidad de alícuota por cantidad de soluci+n$ en la ;ormula.
' Se u(" u) "lo")te %e #o)#e)t"#$?) %o'le "l $)%$#"%o * (e e$(t" el #"m'$o. %l valor del 4 de carbonato de sodio sería menor al correcto /a que el porcentaje es a;ectado por la concentraci+n / el volumen gastado de ácido.Si se usa el doble de concentraci+n la neutralizaci+n será más rápida / se consumirá poco ácido (menos de la tercera parte de lo correcto$ por tanto el valor del nuevo 4 sería menor al correcto.
# Se "(eu" el %o'le %e "u" " lo $)%$#"%o >"" l" %$lu#$?) %e l" "l!#uot" * )o (e e$(t" el #"m'$o
%l valor del 4 de carbonato de sodio sería ma/or /a que la base ('arbonato de sodio$ tendrá una concentraci+n mu/ baja / se necesitaría de ma/or cantidad de ácido para neutralizar toda la base.
% S$ el >e(o %e mue(t" (e %$lu*e e) u) Ele)me*e %e %o'le #">"#$%"% "l $)%$#"%o * )o (e e$(t" el #"m'$o %l valor del 4 de carbonato de sodio sería el mismo /a que s+lo se está alterando el envase para la titulaci+n, más no la cantidad de reactivo o dilu/ente.
e Se u(" Ke)olKt"le!)" #omo $)%$#"%o tom" e) #ue)t" el #"m'$o.
* (e e$(t" *
%l valor del 4 de carbonato de sodio sería ma/or al correcto /a que si se emplea ;enol;taleína como indicador, al ser esta
sustancia poco a;ín al carbonato de sodio, cuando ocurra la titulaci+n el tiempo de cambio de coloraci+n será di;erente al correcto. *or lo que se consumiría ma/or ácido hasta que ocurra este cambio de coloraci+n.
