FACULTAD DE CIENCIAS
Guía
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
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Asignatura: Bioquímica Programa: Odontología
1 Título práctica de laboratorio:
TITULACIONES ÁCIDO – BASE Integrantes:
Código:
2 OBJETIVOS Generales: Fortalecer el aprendizaje de los conceptos estequiométricos aplicados a las disoluciones y la técnica de titulación titulaci ón ácido-base, identificando las reacciones reacciones neutralización. neutralización .
Específicos: Determinar la concentración concentrac ión de una disolución a partir de otra de concentración conocida. Determinar el porcentaje de ácido acético presente en la muestra problema de vinagre comercial haciendo uso de los elementos conceptuales de volumetrí volumetríaa y potenciometría trabajados en clase. Adquirir habilidades habil idades en el manejo de material volumétrico volumét rico (Buretas, pipetas y probetas) y potenciométrico (pH- metro) para realizar valoraciones valo raciones (titulaciones) con el fin de mejorar el trabajo en el laboratorio. Realizar el trabajo de laboratorio de manera limpia y sistematizada para la obtención de resultados confiables y verídicos verí dicos que permitan reportar los datos con responsabilidad, responsabi lidad, honestidad y seguridad.
3 REFERENTES CONCEPTUALES Las cantidades de reactivos y productos de una reacción, son investigados en los laboratorios gravimétricamente por pesadas y volumétricamente por titulación. La volumetría, también llamada valoración química, es un método químico para medir cuánta cantidad de una disolución se necesita para reaccionar con otra disolución de concentración y volumen conocidos. Para ello se va añadiendo gota a gota la disolución desconocida o “problema” a la otra disolución estandarizada desde la bureta, hasta que la reacción finaliza (Figura 1). Según el tipo de reacción que se produzca, la volumetría será, por ejemplo, volumetría ácido-base, de oxidación-reducción o 1 de precipitació precipitación. n. Esta operación se s e reduce a averiguar qué cantidad de ácido de concentración conocida es necesario para neutralizar una cantidad fija de base de concentración desconocida. En este caso el proceso se llama alcalimetría. En el caso inverso, o sea, hallar la concentración del ácido, se denomina acidimetría.
Soporte universal
Bureta Pinza para bureta
Erlenmeyer 250
200 150
100
Figura 1: Montaje para titulación
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El final de la reacción suele determinarse a partir del cambio de color de un indicador. Estos por lo general son ácidos orgánicos o bases débiles que cambian de color al pasar de un medio acido a uno básico. Sin embargo, no todos los indicadores cambian de color al mismo pH. La selección del indicador para una determinada titulación depende del – pH en el que se presente el punto de equivalencia (el punto en el que el número de moles de iones OH añadidos a 2 una disolución es igual al número de moles de iones H+ presentes inicialmente).
Bureta
La valoración acido-base también puede ser potenciométrica (Figura 2). El fundamento de la técnica radica en el potencial eléctrico que se genera por el desequilibrio de carga a través de cualquier material. Se utiliza un electrodo de vidrio en el que la concentración de protones (iones H+) es constante (electrodo de referencia), y la concentración exterior está determinada por la concentración, o actividad, de los protones en la solución del analito. Esta diferencia de concentración 3 produce la diferencia de potencial que medimos con un pH metro. El punto de equivalencia se localiza por observación de las variaciones de potencial medido. La determinación potenciométrica del punto final se puede aplicar a todos los tipos de reacciones volumétricas. Es utilizada con mayor frecuencia con disoluciones coloreadas u opacas en las que es imposible apreciar el viraje de los indicadores. Es menos subjetiva que la determinación del punto final con indicadores de viraje, 4 y por lo tanto es intrínsecamente más exacta.
Electrodo del pH-metro
250
200
Beaker
150
100
Figura 2: Método de titulación potenciométrica
Reacciones Ácido- base Las reacciones ácido-base son reacciones de neutralización entre los iones, que se producen al estar en contacto un ácido con una base obteniéndose una sal y agua. La valoración acido-base tiene su fundamento en el cambio brusco + de concentración de los iones hidronios H3O , y por tanto del pH, que se produce en el punto final de la reacción de neutralización. El punto final se reconoce por el cambio de color que experimenta el indicador añadido a 5 la solución.
Reacción de un ácido fuerte con una base fuerte
HCl(ac) + NaOH(ac) Ácido fuerte
NaCl(ac) + H2O (l)
Base fuerte
Reacción de un ácido débil con una base fuerte
CH3COOH(ac) + NaOH(ac) Ácido débil
CH3COONa(ac) +
H2O(l)
Base fuerte
Reacción de un ácido fuerte con una base débil
HCl(ac) Ácido fuerte
+ NH4OH(ac)
NH4Cl(ac)
+ H2O(l)
Base débil
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4 ACTIVIDADES PREVIAS 1. Describa el procedimiento para hacer uso adecuado de la bureta y las técnicas recomendadas para [0,7/5,0] su manipulación.
2.
¿Qué volumen de ácido clorhídrico 0,2 N se necesitará para neutralizar 20 mL de hidróxido de sodio 0,5 M?
3.
Calcule el volumen de una disolución de hidróxido de potasio 0,5 M necesario para neutralizar 250 mL de una disolución de ácido sulfúrico 1 M.
4.
Calcular el volumen de una disolución de ácido clorhídrico 1 N necesario para neutralizar 300 mL de una disolución de hidróxido de calcio 0,7 N
[0,7/5,0]
[0,7/5,0]
[0,7/5,0]
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5.
Realice una consulta sobre los distintos tipos de indicadores utilizados en volumetría y de que depende la elección de los mismos.
6.
Que es una curva de titulación y dar ejemplo de sus aplicaciones.
5 MATERIALES, EQUIPOS Y REACTIVOS Materiales y equipos 1. Soporte universal 1. Bureta de 25 mL 3. Erlenmeyer de 100 mL 1. Agitador de Vidrio 2. Beaker de 100 mL 1. Beaker de 250 mL 2. Pipeta aforada de 10 mL 1. Pipeta graduada 10 mL 2. Pipeteador 2. Pipeta Pasteur 1. Pinza para bureta
1. pH-metro 1. Frasco lavador
[0,7/5,0]
[0,8/5,0]
Reactivos 100 mL HCl 0,1 N 100 mL NaOH 0,1 N Disolución HCl (preparada por los estudiantes) Disolución NaOH (preparada por los estudiantes) Disolución Vinagre (preparada por los estudiantes) 300 mL agua destilada Fenolftaleína
Materiales que debe traer el estudiante Ÿ
Ÿ Ÿ Ÿ
Ÿ
Elementos de bioseguridad (Bata, guantes de nitrilo, monogafas) Toallas absorbentes Calculadora Tabla periódica Marcador Sharpie
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6 PROCEDIMIENTO 1. Valoración de la disolución de NaOH preparada por los estudiantes Erlenmeyer de 100 mL 10 mL NaOH
Disolución de NaOH preparada en la práctica anterior
Bureta de 25 mL
Registrar volumen inicial
Homogenizar Adicionar gota a gota
Disolución fucsia Registrar volumen gastado de HCl
si
(tabla 1)
HCl 0,1 N (disolución patrón)
3 gotas Fenolftaleína
¿Desapareció el color fucsia?
Realizar valoración por duplicado Disponga los residuos en el recipiente rotulado como “Disoluciones ácidas”
no
2. Valoración de la disolución de HCl preparada por los estudiantes Erlenmeyer de 100 mL 10 mL HCL
Disolución de HCl preparada en la práctica anterior
Bureta de 25 mL
Registrar volumen inicial
Homogenizar Adicionar gota a gota
Disolución incolora Registrar volumen gastado de NaOH
si
(tabla 2)
NaOH 0,1 N (disolución patrón)
3 gotas Fenolftaleína
¿Color rosa pálido?
Realizar valoración por duplicado Disponga los residuos en el recipiente rotulado como “Disoluciones básicas”
no
3. Valoración de la disolución de vinagre preparada por los estudiantes Erlenmeyer de 100 mL 10 mL disolución de Vinagre
Disolución preparada en la práctica anterior
Bureta 25 mL
Registrar volumen inicial
Homogenizar Adicionar gota a gota
Disolución incolora Registrar volumen gastado de NaOH (tabla 3)
si
NaOH 0,1 N (disolución patrón)
3 gotas Fenolftaleína
¿Color rosa pálido?
no
Realizar valoración por duplicado Disponga los residuos en el recipiente rotulado como “Disoluciones básicas”
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4. Titulación potenciométrica de una disolución de vinagre Beaker de 150 mL 10 mL disolución de Vinagre
3 gotas Fenolftaleína
Disolución preparada en la práctica anterior
Bureta de 25 mL NaOH 0,1 N (disolución patrón)
Homogenizar
Disolución incolora Registrar pH (tabla 4)
Adicionar 0,5 mL
Tenga cuidado con el electrodo Homogenizar
Registrar pH (tabla 4)
Registrar volumen inicial
Medir pH inicial (pH-metro)
Medir pH (pH-metro)
no
¿Color rosa pálido?
si
Registrar volumen final (tabla 4)
Disponga los residuos en el recipiente rotulado como “Disoluciones básicas”
7 BIBLIOGRAFÍA 1. Rodríguez P.
Práctica 5 Valoración ácido-base. Química General. Laboratorio de Químcia General- UNESUR. Accesible en URL: http://puraquimica.files.wordpress.com/2011/07/prc3a1tica-5-titulaciones-c3a1cidobase.pdf. Consultada el 15 de Enero de 2015.
2. Semprúm J. Manual de prácticas de Química General. Universidad Nacional Experimental Sur del Lago. Programa de Ingeniería de alimentos. Santa Bárbara de Zulia, Abril 2010. Accesible en URL: http://davidmejiasquimica.files.wordpress.com/2010/05/prac-quim-gen.pdf. Consultada el 15 de Enero de 2015.
3. Potentiometry. Lecture 7. Accesible en URL: http://memo.cgu.edu.tw/hsiu-po/Analytical%20Chem/Lecture%207.pdf. Consultada el 15 de Enero de 2015.
4. Skoog D., West D., y Holler F.; Química analítica; Editorial McGRAW-HILL/INTERAMERICANA DE MEXICO, S.A de C.V.; Octa edición; Mexico; 2004. p. 354-357
5. Petrucci R., Harwood W. Química General principios y aplicaciones modernas Ed. Pearson educación, 1999. p. 469504
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INFORME DE LABORATORIO Integrantes:
Código:
Complete la tabla 1 con los resultados del procedimiento 1 (Valoración de la disolución de NaOH) y las respuestas de los numerales 2 y 3.
[0,2/5,0]
1. Tabla 1: Resultados Valoración del NaOH Ítem
Base neutralizada (NaOH) Ensayo 1 y 2
HCl utilizado en la neutralización Ensayo 1
Ensayo 2
Sal formada en la neutralización
Volumen empleado (mL) Molaridad (M) Normalidad (N) Moles Equivalentes
2.
Complete y balancee la ecuación de la reacción de neutralización entre el HCl y el NaOH.
HCl + NaOH 3.
Calcule la molaridad (M) y la normalidad (N) del NaOH valorado.
[0,2/5,0]
+ [0,6/5,0]
Molaridad (M)
Normalidad (N)
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Complete la tabla 2 con los resultados del procedimiento 2 (Valoración de la del numeral 5.
disolución de HCl) y las respuestas
[0,2/5,0]
4. Tabla 2: Resultados Valoración del HCl Ítem
Ácido neutralizado (HCl)
NaOH utilizado en la neutralización
Ensayo 1 y 2
Ensayo 1
Ensayo 2
Sal formada en la neutralización
Volumen empleado (mL) Molaridad (M) Normalidad (N) Moles Equivalentes
5.
[0,6/5,0]
Calcule la molaridad (M) y la normalidad (N) del HCl valorado. Molaridad (M)
Normalidad (N)
Complete la tabla 3 con los resultados del procedimiento 3 (Valoración respuestas del numeral 7 y 8.
de la disolución de vinagre) y las
[0,2/5,0]
6. Tabla 3: Resultados Valoración del HCl Ítem
Ácido neutralizado (CH3COOH) Ensayo 1 y 2
NaOH utilizado en la neutralización Ensayo 1
Ensayo 2
Sal formada en la neutralización
Volumen empleado (mL) Molaridad (M) Normalidad (N) Moles Equivalentes
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7.
Complete y balancee la ecuación de la reacción de neutralización entre el CH 3COOH y el NaOH.
CH3COOH + NaOH 8.
Calcule la molaridad (M) y la normalidad (N) del CH3 COOH valorado.
[0,2/5,0]
+ [0,6/5,0]
Molaridad (M)
Normalidad (N)
9.
[0,7/5,0] Complete la tabla 4 con los datos obtenidos durante la titulación potenciométrica (procedimiento 4) y mediante una gráfica determine el volumen en el punto de equivalencia, y con éste determine la concentración del vinagre. Comparar con la concentración reportada por el fabricante. Tabla 4: Datos titulación potenciométrica Volumen (mL) NaOH
Gráfica
Color pH disolución
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10.
Escriba y balancee las siguientes reacciones: a) Neutralización del ácido clorhídrico con hidróxido de potasio. b) Neutralización del ácido clorhídrico con hidróxido de calcio. c) Neutralización del ácido nítrico con hidróxido de plata. d) Neutralización del ácido sulfúrico con hidróxido de calcio.
[0,3/5,0]
a) b) c) d)
11.
[0,4/5,0] For the CH3COOH, What is the difference between your value and the manufacturer's stated value? Comment on the significance of this difference to you as a consumer and to the manufacturer as a producer.
12. CONCLUSIONES
[0,5/5,0]
1.
2.
3.
13. BIBLIOGRAFÍA
[0,3/5,0]
10/10