1. OBJETIVOS GENERAL
Aprender el manejo de los equipos indicadores de ph con que cuenta el laboratorio laboratorio
ESPECIFICOS
Identificar los productos obtenidos de diferentes reacciones Utilizar los diferentes indicadores organicos para la determinación de ph Estudiar y analizar una curva de neutralización 2. FUNDAMENTO TEORICO pH -El pH es un término que indica la concentración de iones hidrógeno en una disolución. Se trata de una medida de la acidez de la disolución. El término (del francés pouvoir hydrogène, 'poder del hidrógeno') se define como el logaritmo de la concentración de iones hidrógeno, H +, cambiado de signo: pH = -log [H + ] donde [H + ] es la concentración de iones hidrógeno en moles por litro. Debido a que los iones H + se asocian con las moléculas de agua para formar iones hidronio, H 3O+, el pH también se expresa a menudo en términos de concentración de iones hidronio.
En agua agu a pura a 25 °C de d e temperatura, existen cantidades iguales de iones H 3O+ y de iones hidróxido (OH -); la concentración de cada uno es 10 -7 moles/litro. Por lo tanto, el pH del agua pura es -log (10-7 ), que equivale a 7. Sin embargo, al añadirle un ácido al agua, se forma un exceso de iones H 3O+; en consecuencia, su concentración puede variar entre 10-6 y 10-1 moles/litro, dependiendo de la fuerza y de la cantidad de ácido. Así, las disoluciones ácidas tienen un pH que varía desde 6 (ácido débil) hasta 1 (ácido fuerte). En cambio, una disolución básica tiene una concentración baja de iones H 3O+ y un
exceso de iones OH -, y el pH varía desde 8 (base débil) hasta 14 (base fuerte). El pH de una disolución puede medirse mediante una valoración, que consiste en la neutralización del ácido (o base) con una cantidad determinada de base (o ácido) de concentración conocida, en presencia de un indicador (un compuesto cuyo color varía con el pH). También se puede determinar midiendo el potencial eléctrico que se origina en ciertos electrodos especiales sumergidos en la disolución. Indicador -Indicador, en química, sustancia natural o sintética que cambia de color en respuesta a la naturaleza de su medio químico. Los indicadores se utilizan para obtener información sobre el grado de acidez o pH de una sustancia, o sobre el estado de una reacción química en una disolución que se está valorando o analizando. Uno de los indicadores más antiguos es el tornasol, un tinte vegetal que adquiere color rojo en las disoluciones ácidas y azul en las básicas. Otros indicadores son la alizarina, el rojo de metilo y la fenolftaleína; cada uno de ellos es útil en un intervalo particular de acidez o para un cierto tipo de reacción química. 3. PROCEDMIENTO o
-
o
-
DETERMINACION DE PH EN SOLUCIONES CON PAPEL INDICADOR En tubos de ensayo verter aproximadamente 4-5 cc de H2O(grifo), H2O(destilada), disoluciones de : NaOH , NH4OH y HCL Cortar en pedacitos de 1 cm * 1 cm papel tornasol , colocar sobre una base limpia(vidrio reloj el de mayor diámetro) en forma ordenada en relación a los tubos de ensayo Con ayuda de una varilla de vidrio dejar caer una o dos gotas de solución de cada tubo en cada uno de los pedacitos ; observar y registrr el cambio de color en una tabla De la misma manera proceder utilizando esta vez papel pH universal Utilizar el pHmetro , para determinar pH de las anteriores disoluciones ( y de las muestras de agua ) En el informe realizar las comparaciones correspondientes DETERMINACION DE PH EN SOLUCIONES CON INDICADORES ORGANICOS En cada uno de los tubos de ensayo preparados anteriormente verter una gota de Naranjado de Metilo y agitar Observar y registrar los cambios ocurridos
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o
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Desechar las anteriores soluciones , lavar bien los tubos y repetir el mismo ensayo utilizando las mismas soluciones , pero esta vez trabaje con Fenolftaleina y luego con rojo de metilo CURVA DE NEUTRALIZACION Para esta parte , utilizaremos las soluciones estandarizadas de la practica 6 y como instrumento de medición el equipo de pHmetro Colocar en una bureta de 50 cc la solución valorada de NaOH aprox (0.1 N) y en un matraz Erlenmeyer 25 cc de la solución estandarizada de HCl aprox(0.1 N) Determine el ph de la solución de HCl como punto inicial . Es importante enjuagar el electrodo del pHmetro , con agua destilada en cada medición y secar con un papel absorbente A partir de este momento ir agregando de la bureta la solución de NaOH al matraz con HCl en volúmenes seleccionados y determinar el pH de la mezcla Si las concentraciones de la base y del acido son aproximadamente iguales , se sugiere trabajar, con 0 cc de NaOH , 5 CC de NaOH, 10 CC de NaOH, 15 CC de NaOH,20 CC de NaOH , 24 CC de NaOH, 24.2 cc de NaOH, 24.5 cc de NaOH 24.7 cc de NaOH, 24.9 cc de NaOH , 25 cc de NaOH , 26 cc de NaOH , 30 cc de NaOH , 40 cc de NaOH , 50 cc de NaOH Construir una tabla de cc agregados de NaOH ( o los cc de HCl agregados , si este se utiliza como titulante), y pH experimental obtenido Con los datos obtenidos dibujar la curva de neutralización En la misma teorica sobreponer la curva teorica en cada punto 4. MATERIALES Y REACTIVOS
ITEM
MATERIAL
CARACTERÍSTICAS
CANTIDAD
1
Bureta
50 ml
1
2
Matraz erlenmeyer
100 ml
1
3
Soporte universal con Metálico pinza
1
4
Pinza Nuez
1
5
Gradilla de tubos
1
6
Vidrio Reloj
1
7
Varilla de vidrio
1
8
Pizeta
1
pHmetro
1
10
Papel absorbente
1
11
Vaso precipitados
100 cc
1
12
Vaso precipitados
250 cc
1
ITEM
REACTIVO
CARACTERISTICA
CANTIDAD
1
Sol. Estándar HCl
0.1 N
100 cc
2
Sol. Valorada Na OH
0.1 N
100 cc
3
Soluciones ( botellas de color ambar ) de NaOH, HCl, NH4OH , CH3COOH
4
Fenolftaleina
5
Naranja de metilo
6
Rojo de Metilo
7
Papel pH universal
8
Papel tornasol
9
5. CALCULOS Y RESULTADOS DETERMINACION DE PH EN SOLUCIONES CON PAPEL INDICADOR E INDICADORES ORGANICOS + PAPEL NaOH NH4OH CH3COOH HCl TORNASOL H2O(DESTILADA) naranjado azul Rojo - incoloro Rojo H2O (GRIFO)
naranjado
Rojo - incoloro Rosadoincoloro
rojo
+ PAPEL PH NaOH UNIVERSAL H2O(DESTILADA) 12 pH
NH4OH
CH3COOH
HCl
11 pH
4 pH
3 pH
H2O (GRIFO)
11 pH
4 pH
3 pH
12 pH
El Papel tornasol o Papel pH es utilizado para medir la concentración de Iones Hidrogenos contenido en una sustancia o disolución. Mediante la escala de pH, la cual es clasificada en distintos colores y tipos. El papel tornasol se sumerge en soluciones y luego se retira para su comparación con la escala de pH. En el laboratorio lo que hicimos fue poner una gota de solución en el papel lo que igual es valido para la determinación de pH El papel indicador universal es como su nombre lo indica un papel indicador que se usa para calcular el pH de los elementos. este papel cambia de color segun la acides o base del elemento y en el laboratorio su manejo fue rápido y acertado + PHMETRO
NaOH
NH4OH
CH3COOH
HCl
H2O(DESTILADA) 11 pH
12 pH
4 pH
4 pH
H2O (GRIFO)
11 pH
3 pH
3 pH
+ NARANJA DE NaOH METILO H2O(DESTILADA) La solución se vuelve naranjada
NH4OH
CH3COOH
HCl
La solución se vuelve rojiza además el naranja de metilo se disulve rapidamente
La solución se vuelve rojiza además el naranja de metilo se disulve rapidamente
La solución se vuelve rojiza además el naranja de metilo se disulve rapidamente
H2O (GRIFO)
no se disulve rapidamente
La solución se vuelve rojiza y el naranja de metilo no se disulve rapidamente
La solución se vuelve rojiza y el naranja de metilo no se disulve rapidamente
12 pH
La solución se vuelve naranjada
Naranja de metilo o heliantina es un indicador el cual tiene su viraje (cambio de color ) entre pH 3,1 y 4,4 este suele ser un ACIDO en soluciones acuosas o sea diluido en agua tiende aser rojo o amarillo En la practica de laboratorio el color amarillo no se hizo presente pero el rojo si; debido a las concentraciones de las disoluciones de NaOH, CH3COOH, HCl, NH4OH los resultados variaron de los resultados bibliográficos pero si se acercaron (coloración rojiza) Los valores de pH dados por el pHmetro son parecidos a los obtendos por papel ph universal a lo cual se diría que los valores son correctos Pero hay que tener en cuenta que el calibrado del instrumento también afecta al resultado
+FENOLFTALEINA NaOH
NH4OH
CH3COOH
H2O(DESTILADA)
La solución se torna purpura
La solución se vuelve purpura
H2O (GRIFO)
La solución se torna purpura pero tarda en reaccionar
+ ROJO DE METILO H2O(DESTILADA)
NaOH
NH4OH
La reacción Se observa un es lenta color lechoso además se después de un observa que tiempo de se forman 2 espera fases La reacción se logra por completo y solo hay una fase homogenea CH3COOH HCl
La solución es de color amarillento y con rápida reaacion
La solución La solución es de color es de color amarillento rosado y con rápida purpura y reaacion con rápida reaacion
Pasa de un color amarillento a un color purpura al disolverse completamente
H2O (GRIFO)
La solución es de color amarillento y con 2 fases
La solución es de color amarillento y con lenta reaacion
La reacción es lenta y se forman 2 fases
La solución es de color rosado purpura y con 2 fases
HCl
La FENOLFTALEINA es un indicador que te puede decir el pH, es transparente y si pasa el pH aprox de 8-10 se volvera rosa, indicando que es un pH basico ,en el laboratorio hubo una reacción en la cual se formaron 2 fases (CH3COOH+H2O DESTILADA) lo cual indicaría que eran 2 liquidos inmiscibles , para las demás preparaciones las reacciones aunque lentas ocurrían y el indicador cambiaba a rosa El rojo de metilo es un indicador que cambia de color de naranja a rojo dependiendo del pH en el que se encuentre y en el laboratorio no hubo tal cambio de color ya que solo cambio el indicador a amarillo también hubo una reacción en donde se formaron 2 fases (HCl+H2O GRIFO) lo cual indica la inmiscibilidad de las 2 sustancias
CURVAS DE NEUTRALIZACION CC PH AGREGADOS DE NaOH (TEORICO) 0.05 5
CC AGREGADOS DE NaOH (PRACTICO)
PH
5
0.7
10
0.2
10
0.7
15
0.3
15
0.8
20
0.6
20
0.9
24
0.8
24
0.9
24.2
0.8
24.2
0.9
24.5
0.8
24.5
1.0
24.7
0.8
24.7
1.0
24.9
0.8
24.9
1.1
25
0.85
25
1.1
25.2
0.9
25.2
1.1
26
0.9
26
1.2
30
1.4
30
11.4
40
13.1
40
12.1
50
13.4
50
12.2
CURVA DE NEUTRALIZACION 16
14
12
10
H P
8
6
4
2
0 5 0 5 0 4 2 5 7 9 5 2 6 7 9 0 3 6 9 0 3 6 9 0 . . . . . 1 1 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 4 5 4 4 4 4 5 2 2 2 2 2
CC AGREGADOS DE NAOH
En el anterior grafico se puede evidenciar a simple vista que no hay coincidencia entre los datos recolectados en laboratorio y los datos teóricos esto se debe mas que todo al error de calibración del pHmetro el cual nos dio valores inexactos Cabe aclarar que la curva teorica esta completada con mas puntos para una mejor visualización de la curva 6. ANALISIS DE RESULTADOS Los resultados obtenidos en la practica de laboratorio llegaron a ser aceptables ya que tenían una gran cercanía con los valores teóricos (curva de neutralizacion) ; para el uso de indicadores organicos y determinación de ph los resultados fueron también aceptables ya que estos llegaban a mostrar el ph correcto de las soluciones a usar. 7. COMPARACION CON DATOS BIBLIOGRAFICOS En los datos bibliográficos hay pequeñas discrepancias ya que por ejemplo en los indicadores organicos no se vio un color esto se debio al manejo incorrecto de los reactivos pero mas alla de eso los demás resultados concordaban con los bibliográficos
8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES o
o
o
En el desarrollo de la práctica el manejo del pHmetro, tenia como finalidad ayudarnos a determinar el pH de una determinada sustancia pero el instrumento estaba descalibarado y sus resultados eran erróneos asi que se podri adecir que hubo eroores sistematicos En esta práctica el empleo de los indicadores orgánicos como la fenolftaleína, el naranja de metilo o el rojo de metilo fue esencial para conocer la naturaleza ácida o básica de las soluciones con las que trabajamos En el proceso de la neutralización de una sustancia a través de la titulación de una sustancia básica con una ácida, los resultados teóricos y practicos son muy diferentes ya que los instrumentos usados arrojan resultados alejados de los verdaderos
9. BIBLIOGRAFIA LONGO, FREDERICK.
Química General
BRESCIA – ARENTS.
Principios de Química General
VOGEL, ARTHUR.
Química Analítica Cualitativa
VOGEL, ARTHUR.
Química Analítica Cuantitativa
BROWN – LEMAY – BURSTEIN. Química SONESA, ANDER.
Principios de Química
CORONEL – MEJÍA – DÍAZ.
Compendios de Química General
