Universidad Tecnológica de Panamá Facultad de Ingeniería Eléctrica
Experimento N°3: Determinación de la acidez de un vinagre comercial
Integrantes: Henry Molina 3-742-325 Joel Torres 8-936-1563 Ariel Vallejos 8-944-2308
Grupo 1IE701 (A)
Mesa A, Gaveta #43
Prof. José Falconett Día del laboratorio: lunes, 30 de abril
Horario 9:30-11:55 A.M.
Fecha de Ejecución del Laboratorio: lunes, 23 de abril
Objetivo General Determinar experimentalmente la concentración de un ácido débil en un producto comercial mediante su neutralización con una base fuerte. Objetivos Específicos 1. Determinar la acidez de un vinagre comercial utilizando una técnica volumétrica. 2. Utilizar adecuadamente material volumétrico en análisis químicos. Fundamento Teórico
Ácidos Los Ácidos son substancias de compuestos químicos que, al disolverse en agua, aumentan la concentración de iones H+” ya que tiene la capacidad de cederlos a
alguien que puede cogerlos y que presentan las siguientes características: -
Tienen un sabor ácido o agrio. Provocan cambios de color en muchos indicadores (de color rosado-rojo) y en la tabla de pH les corresponden del número 1 al 6. Los no oxidantes reaccionan con los metales liberando hidrógeno. Reaccionan con las bases en un proceso denominado neutralización, en el que ambos pierden sus características. En las disoluciones acuosas, si los ácidos se encuentran Zumo de limón ionizados, conducen la corriente eléctrica. Pueden crear nuevas sales y ácidos más débiles o volátiles reaccionando con ácidos más débiles o volátiles que ellos.
Bases Las bases son substancias de compuestos químicos que, al disolverse en agua, aumentan la concentración de iones OH –“ y que presentan las siguientes características: -
-
Tienen un sabor amargo. Provocan cambios de color en muchos indicadores (hacia el verde-amarillo o azul) y en las tablas de pH les corresponden del número 6 o 7 al 12. Son resbaladizos ya que tienen un tacto jabonoso. Sus disoluciones acuosas conducen la corriente eléctrica ya que sus bases están ionizadas.
Lejía
-
Reaccionan con los ácidos protónicos para formar sales y agua.
Reacción Ácido-Base Una reacción ácido-base o reacción de neutralización es una reacción química que ocurre entre un ácido y una base produciendo una sal y agua. La palabra "sal" describe cualquier compuesto iónico cuyo catión provenga de una base (Na+ del NaOH) y cuyo anión provenga de un ácido (Cl- del HCl). Las reacciones de neutralización son generalmente exotérmicas, lo que significa que desprenden energía en forma de calor. Se les suele llamar de neutralización porque al reaccionar un ácido con una base, estos neutralizan sus propiedades mutuamente.
Titulación o Valoración Ácido-Base Una valoración ácido-base (también llamada volumetría ácido-base, titulación ácido-base o valoración y/o equivalente de neutralización) es una técnica o método de análisis cuantitativo muy usada, que permite conocer la concentración desconocida en una disolución de una sustancia que pueda actuar como ácido, neutralizada por medio de una base de concentración conocida, o bien sea una concentración de base desconocida neutralizada por una solución de ácido conocido. Es un tipo de valoración basada en una reacción ácido-base o reacción de neutralización entre el analito (la sustancia cuya concentración queremos conocer) y la sustancia valorante. El nombre volumetría hace referencia a la medida del volumen de las disoluciones empleadas, que nos permite calcular la concentración buscada.
Fenolftaleína La fenolftaleína, de fórmula C20H14O4, es un indicador de pH que en disoluciones ácidas permanece incoloro, pero en disoluciones básicas toma un color azul (chiclamino)con un punto de viraje entre pH=8,2 (incoloro) y pH=10 (magenta o rosado). Sin embargo, en pH extremos (muy ácidos o básicos) presenta otros virajes de coloración: la fenolftaleína en disoluciones fuertemente básicas se torna incolora, mientras que en disoluciones fuertemente ácidas se torna naranja.
Vinagre El vinagre es una disolución acuosa de sabor agrio que se obtiene a partir de la llamada fermentación acética del alcohol, como la que ocurre en el vino (decimos entonces que un vino se ha picado) o la manzana. Para producirlo se usan acetobacterias, que transforman alcoholes en ácidos orgánicos y toleran bien el pH ácido, inferior a 5. Un vinagre tiene un contenido que varía entre el 3% y el 6% (peso/volumen) de ácido acético, el ácido mayoritario, aunque también puede contener otros ácidos en menor concentración; concentra ción; por ejemplo, el ácido tartárico (ácido
más frecuente contenido en los vinos) o el ácido cítrico (ácido muy frecuente en frutos como la naranja, el pomelo y, sobre todo, el limón).
Ácido Acético El ácido acético (también llamado ácido metilcarboxílico o ácido etanoico) puede encontrarse en forma de ion acetato. Se encuentra en el vinagre, y es el principal responsable de su sabor y olor agrios. Su fórmula es CH3-COOH (C2H4O2). De acuerdo con la IUPAC, se denomina sistemáticamente ácido etanoico.
Síntesis del Laboratorio Este laboratorio tuvo como finalidad el desarrollo de técnicas como la de titulación para determinar la concentración de ácido en producto comercial (vinagre), neutralizándolo con una base (Hidróxido de sodio), determinando así la concentración del ácido acético en el vinagre. Debemos tener en cuenta que para realizar esta técnica hay que conocer el volumen del ácido y e l de la base. Al obtener una coloración rosa debido a la Fenolftaleína, un indicador que ha reaccionado al mezclar el vinagre con el hidróxido de sodio de manera que podamos calcular la cantidad de hidróxido de sodio consumido en la reacción pa ra así poder realizar los procesos matemáticos necesarios para permitirnos determinar un resultado aproximado de 3% de ácido acético. Investigación previa sobre el tema
1. ¿Cómo puedes conocer la concentración del ácido acético en el vinagre? Para determinar la acidez de un vinagre en el laboratorio emplearemos una valoración base fuerte – ácido débil. Es adecuado hacer primero una dilución del vinagre. Así, se toman, por ejemplo, 25 mL y se enrasan en un matraz aforado hasta 250 mL. Una vez que se ha mezclado correctamente esta nueva disolución diluida, se toman 50 mL de la misma, se introducen en un Erlenmeyer y se procede a su valoración, añadiendo dos gotitas del indicador ácidobase fenolftaleína. Se titulará con una disolución no muy concentrada de NaOH, por ejemplo 0,1M, que estará en la bureta. La valoración habrá terminado cuando se alcance el primer color rosado permanente.
2. Imagina que en la industria donde laboras laboras han devuelto un lote de botellas de vinagre debido a que el comprador alega que no es el porcentaje que aparece impreso en la etiqueta. El departamento de control de calidad asegura que el producto se despachó de acuerdo a los protocolos establecidos. ¿Cómo se determina quién tiene la razón? Para resolver esta situación debes diseñar y llevar a cabo un procedimiento que te permita determinar la concentración de ácido acético en el vinagre. Organizado con tus compañeros de grupo y prepara un plan de trabajo que presentaras en la siguiente clase. Procedimiento Parte I. Preparación de la disolución de NaOH. Coger un vaso químico
Inicio
de 100 ml.
Coger 6 perlas de NaOH con una pinza y echarlas al vaso químico.
agua al vaso químico.
embudo y las
Lavar con la botella lavadora
disolución con
paredes del vaso.
el vaso químico
el policial
Lavar el policial, el Final
Echar 40 ml de
3 veces
Revolver la
Parte 2. Estandarización de NaOH. Echar 10 ml de HCl Inicio
(Disolución patrón) en un matraz de Erlenmeyer de 250 ml.
Cerrar la llave cuando el color
Agitar el matraz
en el matraz
cuidadosamente
haya cambiado
para que el color desaparezca.
completamente. (Punto de
Echar la disolución
Echar 3 gotas de
de NaOH en una
fenolftaleína en el
bureta graduada. (hasta llegar a 0)
matraz.
Abrir la llave de la
Colocar el matraz
bureta para que
debajo de la bureta
caiga la disolución de NaOH dentro del
y encima de un papel liso.
matraz.
Neutralizaci Neutralización ón .
Medir el cambio
Anotar los
de volumen de
resultados y realizar
la solución de NaOH entre el
los cálculos
Fin
respectivos.
volumen inicial y el volumen
Parte 3. Titulación del ácido acético (CH ( CH3COOH). Inicio
Echar 5 ml ácido
Echar el resto de la
Echar 3 gotas de
acético en un
disolución de NaOH
fenolftaleína en el
matraz de
en una bureta
matraz con ácido
Erlenmeyer de 250 ml.
graduada. (hasta llegar a 0 si llega).
acético.
Abrir la llave de la
Colocar el matraz
bureta para que
debajo de la bureta
caiga la disolución de NaOH dentro del
y encima de un papel liso.
Cerrar la llave cuando el color
Agitar el matraz
en el matraz
cuidadosamente
haya cambiado completamente
para que el color desaparezca.
matraz.
(Punto de neutral neutraliac iación ión .
Medir el cambio de volumen de la solución de NaOH entre el volumen inicial y el volumen.
Anotar los resultados y realizar los cálculos respectivos.
Fin
1. ¿Qué propiedades químicas presenta el ácido acético? R: El alcohol acético es soluble en agua, alcohol, éter, glicerina, acetona, benceno, y tetracloruro de carbono. También es buen disolvente de varios compuestos orgánicos y de algunos inorgánicos como el azufre y el fósforo. Es insoluble en sulfuro de carbono y disminuye el pH del medio, es decir, es una sustancia ácida porque contiene componentes ácidos químicos ácidos. En un medio acuoso, pueden cambiar el sabor de los alimentos.
2. ¿Qué información necesitas recolectar? R: Necesito recolectar los datos sobre los moles de la base que utilizaré para titular el ácido acético, por medio de la estandarización de la base usando una concentración conocida de un ácido, en este caso, ácido clorhídrico. Para ello necesito obtener el volumen de la base utilizada para neutralizar el ácido clorhídrico.
3. ¿Cuáles indicadores ácido-base son apropiados para la titulación? ¿Por qué? El indicador que se debe usar en una titulación va a depender de la curva de titulación obtenida en el experimento. Cada indicador debe usarse según el punto de equivalencia que se quiere obtener.
Por ejemplo, si el punto de equivalencia obtenido este alrededor de un pH 9 habría que usar un indicador que este dentro de ese rango de cambio de color para así obtener el resultado más preciso posible. En este caso de punto de equivalencia e quivalencia pH 9 sería apropiado usar la Fenolftaleína o el Azul de timol según la tabla presentada, ya que en su punto de cambio de color está muy próximo al punto de equivalencia de pH 9.
4. ¿El procedimiento que planeas seguir es factible y seguro? Explica R/ Si Es factible ya que es uno de los procedimientos más adecuados teniendo en cuenta los reactivos e implementos de laboratorio con los que contamos; podemos decir que es seguro ya que el vinagre ni la base son propensos a explotar al entrar en contacto estando previamente diluidos en agua, y que el vinagre al ser un ácido débil no causaría danos a la piel.
5. ¿Cómo calcularías el porcentaje de ácido acético en el vinagre? R: Para calcular el porcentaje de ácido acético, primero calcularía los gramos de ácido acético multiplicando la molaridad del ácido por los litros de vinagre usados. Luego, calcularía los gramos de vinagre multiplicando los litros de vinagre utilizados por la densidad del vinagre. Por último, dividiría los gramos de ácido acético entre los gramos del vinagre y así obtendría el porcentaje de ácido acético en el vinagre.
Datos y Resultados Tabla #1. Estandarización
del Hidróxido de Sodio.
Datos 1. Volumen de HCl (0.1 M) 2. Volumen final (Bureta) 3. Volumen inicial (Bureta) 4. Volumen utilizado (NaOH)
Muestra 1 10 mL 6.5 mL 0 mL 6.5 mL
Muestra 2 10 mL 13 mL 6.5 mL 6.5 mL
Resultados 1. Volumen promedio de la base 6.5 ml 2. Molaridad de la base (mol/L) 0.15 M Procedimiento
=
6.5 + 6.5 2
= 6.5
∗ = ∗ =
∗
=
(0.1 )(0.01 ) 0.0065
= 0.15 0.15
+ → +
Tabla #2.
Titulación del Ácido Acético en el vinagre.
Datos Muestra 1. Volumen del vinagre utilizado 5 mL 2. Volumen final (Bureta) 0 mL 3. Volumen inicial (Bureta) 23.5 mL 4. Volumen utilizado (NaOH) 23.5 mL
Muestra 5 mL 23.5 mL 47.2 mL 23.7 mL
Resultados 1. Volumen promedio de la base utilizada 23.6 mL NaOH 2. Molaridad del ácido (mol/l) 0.71 M CH3COOH 3. gramos de (CH (CH3COOH) (S) 0.21 g CH3COOH 4. % (CH ( CH3COOH COOH)) Vinagre (R) 4.2 % CH3COOH
Procedimiento
=
23.5 23.5 + 23.7 23.7 2
= 23.6 3.6
∗ = ∗ =
∗
= 0.71
=
0.023 0.0236 6 ∗ 0.15 0.15 0.005
∗ 0.0 0.005 ∗ 60.03 0.032 2
() ) = 5 () ) ∗ (1.0 (1.01 1
=
5.05 ( )
∗ 100 =
= 0.71 0.71 3 3
= 0.21 0.21 3 3
= 5.05 5.05 ( () )
2.1 3 5.05
∗ 100 = 4.2%
3. Compara tus resultados con los obtenidos por otros grupos, ¿A qué se deben las diferencias diferencias o similitudes? R: Nuestros resultados concordaron casi exactamente con algunos grupos. Las diferencias se pueden deber a las diferentes compañías que fabricaron el producto, ya que el porcentaje de ácido acético se encuentra entre 3% y 6%, al error de medición y paralaje además de las cifras significados.
Cuestionario 5. ¿Explica cómo la titulación podría usarse para determinar los efectos de la lluvia acida en el medio ambiente? R/ Se podría determinar pH de la lluvia acida mediante el método de titulación y así poder saber el nivel de peligrosidad de la lluvia acida. 6. Supongamos que se ha añadido 40 ml de agua a la muestra de vinagre. ¿La titulación ha requerido más, menos o la misma cantidad de NaOH (ac) para una reacción completa? Explique brevemente. R/ Se va a necesitar más cantidad de NaOH debido a que mayor volumen de disolución mayor masa de soluto para equilibrar la titulación. 7. Considere una solución acuosa 0.586M de hidróxido de bario, Ba(OH) 2(ac) a) ¿Qué masa de Ba(OH)2 (en gramos) se disolvió en 67,4 cl de esta solución de 0,586M?
b) ¿Cuántos iones hidróxido individuales (OH)- se encuentran en 67,4 cl de esta solución 0,586 M?
c) ¿Qué volumen (en L) de 0,586M Ba(OH)2 (ac) contiene 0,466 oz de Ba(OH) 2 disuelto en ella?
d) Si 16,0 ml de agua seañaden 31,5 mL mL de 0,586 M Ba(OH) 2 (ac) ,¿Cuál es la nueva molaridad de la solución?
8. Supongamos que hubiera titulado la muestra de vinagre con hidróxido de bario en lugar de hidróxido de sodio: Ba(OH)2 (ac) + 2HC2H3O2 (ac) Ba(C2H3O2)2 (ac) + 2H2O (I) ¿Qué volumen (en mL) de 0,586 M Ba(OH) 2 (ac) debe ser añadido a una muestra de 5,00mL de vinagre para llegar al punto de equivalencia? Utilice su molaridad promedio delvinagre.
Conclusión
podemos concluir con que que la disolución obtenida es básica, debido que el ácido débil reacciono con una base fuerte. Además, aportando los datos suficientes para calcular el porcentaje p/v del ácido presente en el vinagre. Que es posible saber cuándo como se puede neutralizar un ácido utilizando una base de forma cuidadosa. Que la titulación puede ser de utilidad utilidad al momento de determinar si un líquido líquido es peligroso o no y que tan peligrosa es su manipulación, así como los efectos que puede causar.
Recomendaciones Al momento de hacer el experimento hay que tener cuidado con el manejo de los instrumentos del labora tío y a su vez con los reactivos a utilizar, en especial con la base a utilizar ya que esta tiende a reaccionar con la exposición al oxígeno . Infografía WordPress, https://lctbacidobase.wordpress.com/about/ Wikipedia, https://es.wikipedia.org/wiki/Valoraci%C3%B3n_%C3%A1cido-base QuimiTube.com, http://www.quimitube.com/como-se-determina-el-contenido-acidode-un-vinagre Botanica Online, https://www.botanicalonline.com/aditivos_acidulantes_acidoacetico.htm Wikipedia, https://es.wikipedia.org/wiki/Fenolftale%C3%ADna Wikipedia, https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_ac%C3%A9tico
