Práctica 10. Curvas de titulación ácido – base base Tabla 2. Titulación de un ácido fuerte y un ácido débil. Titulación de HCl con NaOH
Titulación de CH3COOH con NaOH
Volumen total de NaOH agregado [ml]
pH
Volumen total de NaOH agregado [ml]
pH
0
1.71
0
3.38
4
1.82
4
4.49
8
1.96
8
4.90
10
2.05
10
5.07
12
2.16
12
5.22
15
2.36
15
5.49
17
2.57
17
5.73
18
2.73
18
5.88
19
3.04
19
6.09
20
5.80
20
6.39
21
12.11
21
7.10
22
12.68
22
11.68
24
13.03
24
12.79
26
13.19
26
13.03
30
13.33
30
13.23
CUESTIONARIO NOTA: Señalar en la gráfica TODOS los datos que se utilicen para responder las preguntas. 1. ¿Qué significado físico tienen las coordenadas del punto de equivalencia (p.e)? x(p.e.) = Volumen exacto de NaOH con el cual se titula la disolución. y(p.e.)= pH de analito al momento de llegar al punto de equivalencia.
Titulación de HCl con NaOH Valor x en el punto Valor y en el punto de equivalencia de equivalencia 20.25
7.7
Titulación de CH3COOH con NaOH Valor x en el punto Valor y en el punto de equivalencia de equivalencia 21.5
9.4
2. Localizar el punto de equivalencia en cada una de las dos gráficas obtenidas con los datos de la Tabla 1, mediante un método gráfico.
3. Escribir la ecuación química que representa la reacción llevada a cabo en la primera titulación: HCl(ac) + NaOH(ac) NaCl(ac)+ H2O(l) Cl-(ac) + H2O(l) HCl(ac) + OH-(ac)
HCl(ac) + H20(l) Cl-(ac) + H3O+(ac) 4. Considerando como dato confiable a la concentración de NaOH que se empleó como titulante, calcular la concentración de la disolución de HCI que se tituló.
)( 0.1 )( 1 ) = 0.098 (20.20 25 1000 1
5. Escribir la ecuación química que representa la reacción llevada a cabo en la segunda titulación: CH3COOH(ac) + NaOH(ac) CH3COONa(ac) + H2O(l) CH3COO-(ac) + H2O(l) CH3COOH(ac)+ OH-(ac) CH3COOH(ac) + H2O(l) CH3COO-(ac) + H3O+(ac) 6. Considerando como dato confiable a la concentración de NaOH que se empleó como titulante, calcular la concentración de la disolución de HAc que se tituló.
)( 0.1 )( 1 ) = 0.093 (20 21.5 1000 1
7. Completar la siguiente tabla (indicar correctamente a las especies iónicas disociadas y/o las moleculares, de acuerdo al tipo de ácido fuerte/débil).
Titulación de HCl con NaOH
Titulación de CH3COOH con NaOH
¿Cuáles son todas las especies presentes durante la titulación?
NaOH, HCl, H2O, NaCl
CH3COOH, NaOH, CH3COONa, H2O
¿Cuáles de las especies anteriores pueden disociarse en disolución?
NaOH, HCl, NaCl
NaOH, CH3COOH, CH3COONa
Escribe la disociación de las especies indicadas anteriormente
NaOH Na+ + OHHCl H+ + Cl NaCl Na+ + Cl-
NaOH Na+ + OHCH3COOH H+ + CH3COO CH3COONa Na+ + CH3COO Considerando las respuestas anteriores completa las siguientes preguntas. No olvides que puede haber especies químicas disociadas en iones y especies químicas moleculares (sin disociar) En el punto inicial, antes de iniciar las adiciones de titulante:
H+ , Cl-
CH3COOH , H+ , CH3COO -
, Durante la titulación, antes del punto de equivalencia:
H+ , Na+, Cl-, H2O
CH3COOH, H+ . Na+ , CH3COO- H2O
En el punto de equivalencia:
Na+ ,Cl-, H2O
Na+ , CH3COO-, H2O , OH-
Después del punto de equivalencia:
OH Na+, Cl-, H2O
CH3COOH, OH-. Na+ , CH3COO-, H2O
¿Cuánto vale el pH en el punto de equivalencia?
7.7
9.4
8. ¿Por qué es distinto el valor de pH en el punto de equivalencia obtenido en ambas titulaciones? (ver especies químicas que se encuentran en el punto de equivalencia) En el caso del ácido débil es mayor porque en este punto todo el ácido ha sido transformado a su base conjugada, (CH 3COO-), y ahora el equilibrio se desplaza para producir más iones hidroxilo.
9. Utilizando los datos de la gráfica de titulación de H Ac con NaOH: a) ¿Qué volumen de NaOH se utilizó para neutralizar totalmente al ácido acético?
21 + 4 é(81) = 21.5
b) ¿Qué volumen de NaOH se utilizó para neutralizar solamente la mitad del ácido acético?
(21.52 ) = 10.75
c) ¿Cuánto vale el pH cuando se ha neutralizado exactamente la mitad del ácido acético? 5.1 d) ¿Cómo son las concentraciones de ácido acético y del ion acetato en las condiciones de la pregunta anterior?
0.1 )=1.07510− 10.75 (1000 − 1. 0 7510 1000 )=0.035 30.7 ( 1 )(11 − 1000 1 1. 0 7510 30.7 ( 1 )(1 )=0.035∴
e) Con estos valores de concentración, y utilizando la ecuación que se dedujo como parte de la tarea previa, obtener el valor para el pKa del ácido acético.
[] )=+1 ==5.3 =+([á] f)
Comparar el valor obtenido con el reportado en tablas (pKa=4.75)
|5.34.75| 100 = 11.6 % 4.75 PREGUNTAS FINALES ¿Cómo se construye una curva de titulación ácido-base? En el eje de las abcisas, se grafica el volumen de titulante añadido a la disolución a titular, y en las ordenadas se grafica el pH medido de la disolución. ¿Qué especie química determina los cambios de pH antes y después del punto de equivalencia en la titulación de un ácido por una base fuerte? La base conjugada del ácido en estudio.
REFERENCIAS
Brown, T., LeMay, H., Bursten, B. & Burdge, J. (2004). Química. La ciencia central. México: Pearson educación. pp 140-141, 671-673.
