LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA I. SEMESTRE 2/2015
Informe de Laboratorio Nº4 Profesor: Jorge M. Ropero
Reacciones ácido-base. Camilo Gnecco, Geraldyne Gómez, Alejandra Luna, Kevin Rodríguez. Facultad de Ingenieria Universidad del Atlántico Barranquilla Barranquilla - Atlantico Atlantico !-"e#$iembre-%!&
Resumen. Se realizaron diversas titulaciones a varias sustancias (ácidas y básicas) fundamentados en el estudio de reacciones acido-base, utilizando utilizando un indicador (fenolftaleína) ara determinar el unto de e!uivalencia y unto final entre estas esecies, obteniendo la curva de valoraci"n ara al#una de ellas$ %itulaci"n, unto de 'alabras claves. %itulaci"n,
e!uivalencia, unto final, curva de valoraci"n$ Abs$rac$.
&arious titrations 'ere made to different substances (acidic and basic) based in te study of acid-base reactions, usin# an indicator (enoltalein) to determine te e!uivalence oint and end oint bet'een tese secies, obtainin# te titration curve for some of tem$ %itration, e!uivalence oint, Key(ords. %itration,
end oint, titration curve$ 8rre 8rreni nius us$$ Se#+ Se#+nn 8rr 8rren eniu iuss lo ácido ácidoss y las las base basess son son resectivamente, sustancias caaces de ceder rotones e iones idr"ido$ .n una definici"n más #eneral !ue formularon en 59:; 7r
. )n$roducción. Las Las reac reacci cion ones es ácid ácidoo-ba base se son son reac reacci cion ones es de e!ui e!uili libri brioo omo#neo (neutralizaci"n) entre los iones, !ue se roducen al estar en contacto un ácido con una base obtenindose una sal más a#ua$ *urante las oeraciones rutinarias en el laboratorio así como como en la de los análi análisis sis volum volumtri tricos cos son ráct ráctica icame mente nte mayores los roblemas relacionados con la este!uiometria, una de ellas es la normalidad !ue se define como el n+mero de e!uivalentes de soluto or litro de soluci"n$
−¿ ¿ + ¿ + A HA + H 2 O ⇌ H 3 O
Si el obetivo es obtener el máimo rendimiento de un roducto al mínimo costo, se eli#e #eneralmente uno de los reactivos más caros como reactivo limitante y utilizamos cantidades en eceso de los otros reactivos de una reacci"n$ .ste es el caso de la mayoría de las reacciones de reciitaci"n$
¿
(5)
=n ácido de 7r8) reacciona con una base de 7r
−¿
/tras /tras veces, veces, cuando cuando se determ determina ina la con concen centra traci" ci"nn de una disoluci"n, se uede no estar interesado en los roductos de una reacc reacci"n i"n,, sino sino +nicam +nicament entee en la relaci relaci"n "n entre entre dos de los reactivos$ .ntonces se debe llevar a cabo la reacci"n de manera !ue nin#uno de los reactivos est en eceso$ 0on este fin se a utilizado desde ace muco el mtodo denominado valoraci"n$
ácido ( A¿
+¿ ¿
y el ácido conu#ado de la base ( H 3 O
$
:6 =na valora valoraci ci"n "n es una reacc reacci"n i"n llevad llevadaa a cabo cabo median mediante te la adici"n cuidadosamente controlada de una disoluci"n a otra$ .l truco consiste en detener la valoraci"n en el unto en !ue ambos reactivos an reaccionado comlemente, condici"n !ue se conoce como unto de e!uivalencia de la valoraci"n$ .n una valoraci"n la clave clave es el un unto to de e!u e!uiv ivale alenci ncia, a, moment momentoo en !ue los reactivos se combinan en roorciones este!uiomtricas? cuando ambos se an consumido totalmente, sin estar nin#uno en eceso$
.l mtodo de la valoraci"n consiste en colocar una disoluci"n de un reactivo en un vaso o erlenmeyer e!ue1o$ Se coloca el otro reac reacti tivo vo,, !u !uee es tamb tambi inn un unaa diso disolu luci ci"n "n,, cono conoci cida da como como disoluci"n valoradora (a#ente valorante), en una bureta2 un tubo lar#o #raduado rovisto de una llave$ 3or medio de la llave, se uede a1adir lentamente lentamente la se#unda disoluci"n disoluci"n a la rimera$ rimera$ 56
.n los laboratorios de !uímica modernos se utilizan instrumentos de medida adecuados ara conocer cuándo se alcanza el unto de e!uivalencia$ Sin embar#o, todavía se utiliza muco una tcnica consistente en a1adir una cantidad muy e!ue1a de una sustancia
%. *arco $eórico. Los ácidos y las bases fueron definidos y descritos or !uímicos anti#u anti#uos os como como 7oy 7oyle, le, Lavois Lavoisier ier,, *av *avyy, 7erzel 7erzelius ius,, Liebi Liebi## y 1
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Informe de Laboratorio Nº4 Profesor: Jorge M. Ropero a la mezcla de la reacci"n, sustancia !ue cambia de color en el unto de e!uivalencia o en sus roimidades$ .stas sustancias se denominan indicadores$
7ureta de :B - BC ml$ 3inza bureta, soorte$ : erlenmeyer de :BC ml$ 3ieta volumtrica de :B ml$ 3ieta volumtrica volumtrica de 5C ml$
Los datos de las valoraciones ueden utilizarse ara establecer las molaridad molaridades es de las disolucione disoluciones, s, llamado llamado estandariz estandarizaci" aci"nn de disoluciones, o ara obtener otro tio de informaci"n acerca de la comosici"n de las muestras !ue se están analizando$
Reac$ivos.
.l unto de e!uivalencia de una reacci"n de neutralizaci"n es el unto de la reacci"n en el !ue se an consumido tanto el ácido como la base, es decir en el !ue nin#uno de los dos se encuentra en eceso$ .n una valoraci"n, la disoluci"n !ue se neutraliza, or eemlo la disoluci"n ácida, se coloca en un matraz o vaso de reciitados unto con unas #otas de un indicador ácido-base$
La otra disoluci"n utilizada en la valoraci"n, la base, se a1ade con la bureta, y se denomina valorante$ .l a#ente valorante se a1ade al ácido, rimero ráidamente y lue#o #ota a #ota asta el unto de e!uivalencia$ .l unto de e!uivalencia se reconoce or el cambio de color del indicador ácido-base$ .l unto en el !ue el indicador cambia de color en una valoraci"n se denomina unto final del indicador$
>idr"ido de sodio (aro$ C$5 D)$ Ecido 0lorídrico (aro$ C$5 D)$ Ecido 8ctico aro$ C$5 D$ Fenolftaleína$ &ina#re, Gu#o de narana, Lece$
. *e$odología.
.l unto final debe coincidir con el unto de e!uivalencia de la neutralizaci"n$ .s decir, si el unto final del indicador está cerca del unto de e!uivalencia de la neutralizaci"n, neutralizaci"n, el cambio de color marcado or el unto final, indicará !ue se a alcanzado el unto de e!uivalencia$ .ste auste se uede conse#uir eli#iendo un indicador cuyo cambio de color se roduzca en un intervalo de > !ue incluya el > del unto de e!uivalencia$ e!uivalencia$ =na curva de valoraci"n es un #ráfico del > frente al volumen del valorante, la disoluci"n de la bureta$ La mayoría de las curvas de valoraci"n se construyen fácilmente midiendo el > durante la valoraci"n con un >-metro y reresentando los datos con un re#istro #ráfico$
5$
.n un un matra matrazz erlenm erlenmeye eyerr de :BC :BC ml ml se coloc" coloc" 5C ml ml de la soluci"n de ácido clorídrico aroimadamente C$5 D y se adicion" : #otas del indicador fenolftaleína? fenolftaleína? lue#o se a#re#" lentamente desde la bureta, la soluci"n de idr"ido de sodio aroimadamente C$5 D, en vol+menes de 5 ml, asta !ue se observ observ"" cam cambio bio de color color en la soluci"n soluci"n del matra matraz$ z$ Se anot" el volumen volumen de Na/> consumido$ consumido$ Lue#o Lue#o se adicion" adicion" nuevamente Na/> en fracciones de C$5 ml$
:$
.n otro otro matra matrazz erlenm erlenmeye eyerr de :BC ml ml se coloc coloc"" :B ml de soluci"n de ácido actico aroimadamente C$5 D y dos #otas del indicador indicador fenolftaleína$ fenolftaleína$ Se titul" con Na/> aroimadamente C$5 D, como en el rocedimiento anterior y se re#istr" el volumen de Na/> consumido co nsumido asta !ue ! ue se not" el virae de color co lor del indicador$
;$
Se tom" tom" 5C 5C ml de de soluci soluci"n "n de vina#r vina#ree en un un matraz matraz .rlenmeyer y se a#re#" :C ml de a#ua destilada y : #otas de fenolftaleína$ Se valor" con la soluci"n de Na/> aro$ C$5 D, adicionando adicionando fracciones fracciones de 5 ml y de C$5 ml, asta cambio de color del indicador$ Se re#istr" el volumen #astado$
4$
Se reali realiz" z" el roc rocedi edimi mient entoo anteri anterior or,, con 5C 5C ml de u#o u# o de narana nar ana,, con c on 5C ml de lece lec e y con 5C ml de vina#re
.isten varias diferencias imortantes entre la valoraci"n de un ácido dbil con una base fuerte y un ácido fuerte con una base fuerte, ero ay una característica invariable cuando se comaran las dos valoraciones2 @.l volumen de base necesaria ara valorar asta el unto de e!uivalencia vol+menes i#uales de disoluciones de ácidos con la misma molaridad, es indeendiente de la fuerza del ácidoA$ B6 +. bje$ivos.
&. Resul$ados y observaciones.
0onocer la fundamentaci"n fundamentaci"n ractica de las las reacciones ácido-base$
8 continuaci"n se muestran los vol+menes utilizados de Na/> durante la titulaci"n de >0l, 0> ;0//>, u#o de narana y lece (tabla 5 a la tabla B)$
*eterm *etermina inarr el un unto to final final de una reacci reacci"n "n usando usando indicadores$
abla abla . Can$idad de /a0 u$ilizado en la neu$ralización de 0Cl. /eu$ralización de 0Cl.
. *a$eriales y reac$ivos.
Na/> *a$eriales.
2
&olumen inicial &olumen final
5;,Bml H,Bml
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Informe de Laboratorio Nº4 Profesor: Jorge M. Ropero &olumen consumido
ml
abla %. Can$idad de /a0 u$ilizado en la neu$ralización de C0+C0. /eu$ralización de C0+C0.
Na/>
&olumen inicial &olumen final &olumen consumido
5:,:ml ,Bml 4,ml
abla +. Can$idad de /a0 u$ilizado en la neu$ralización del vinagre. /eu$ralización de lec1e.
Na/>
&olumen inicial &olumen final &olumen consumido
;C ml 5C ml :C ml
2igura %. 'un$o 3inal del ácido ac4$ico y del vinagre.
La aariencia en el unto final de las tres sustancias anteriores es muy arecida, or lo tanto, la aariencia de ellas desus del unto de e!uivalencia tambin es la misma, como uede areciarse en la fi#ura ;, resultado al !ue conver#ieron las tres sustancias$
abla . Can$idad de /a0 u$ilizado en la neu$ralización de jugo de naranja. /eu$ralización de jugo de naranja.
Na/>
&olumen inicial &olumen final &olumen consumido
,Bml 4,Hml :,9ml
abla &. Can$idad de /a0 u$ilizado en la neu$ralización de lec1e. /eu$ralización de lec1e.
Na/>
&olumen inicial &olumen final &olumen consumido
4,Hml ;,:ml 5,4ml
8l a1adir ml de Na/> al >0l, se observa un color rosa álido, como uede areciarse en la fi#ura 5$
2igura +. A#ariencia del 0Cl, C0 +C0 y vinagre des#u4s del #un$o 3inal
8l a1adir :$9 ml de Na/> al u#o de narana se arecia una coloraci"n anaranada, como se uede areciar en la fi#ura 4$
2igura . 'un$o 3inal ácido clor1ídrico.
8l a1adir 4, y :C ml de Na/> al ácido actico y al vina#re resectivamente, se observa nuevamente un color rosa álido, como se uede areciar en la fi#ura :$
2igura 'un$o 3inal del jugo de naranja.
8l a1adir más Na/> lue#o del unto final al u#o de narana, se increment" el color rosa en #ran manera, como se arecia en la fi#ura B$ 3
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Informe de Laboratorio Nº4 Profesor: Jorge M. Ropero 2igura 5. 'un$o 3inal de la lec1e
8l a1adir más Na/> a la lece, se udo areciar un notable aumento de la coloraci"n rosada, lo !ue se uede ver en la fi#ura $
2igura &. A#ariencia del jugo de naranja des#u4s del #un$o 3inal.
8l a1adir 5$4 ml de Na/> a la lece se udo areciar una coloraci"n rosa-blanca, como uede areciarse en la fi#ura H$
2igura 6. A#ariencia de la lec1e des#u4s del #un$o 3inal.
.n las anteriores neutralizaciones, se considera !ue el unto final (cambio de color del neutralizador) es se1al de !ue se a lo#rado el unto de e!uivalencia, lo cual es una aroimaci"n$ 8 continuaci"n se resenta un resumen es!uemático de la metodolo#ía !ue contiene los resultados visibles en el unto e!uivalencia y desus de este$
4
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2igura 7. Resul$ados del 0Cl, C0 +C0 y vinagre en el #un$o de e8uivalencia y des#u4s de es$e.
5
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2igura 9. Resul$ados del jugo de naranja y la lec1e en el #un$o de e8uivalencia y des#u4s de es$e.
[] equil= concentraciónenequilibrio
5. Cálculos y discusiones. =na titulaci"n ácido-base rocede mediante una reacci"n de neutralizaci"n, en la !ue se ace reaccionar un ácido con una cantidad e!uivalente de base$ 8 continuaci"n se describe la notaci"n a utilizar ara las esecies involucradas en las reacciones2
8 continuaci"n se muestran las ecuaciones !ue se usarán ara el construcci"n de las curvas de valoraci"n2 ara la concentraci"n de la soluci"n desus de la reacci"n (5), la del cálculo de > ( :), la del cálculo del /> (;), la !ue relaciona el /> con el > (4) y la !u calcula el > de una disoluci"n re#uladora$
n =Cantidad de sustancia ( milimoles )
[]sln=
ninic = milimoles antes dela valoración nadic =milimolesadicionadas
n fin
V sln (:)
+¿
∆ n =milimoles consumidas
H 3 O
¿
¿ ¿ pH =−log ¿
n fin=milimoles despuésde la reacción n fin=milimoles enequilibrio
(;)
−¿ ¿
V sln =volumen en solución ( desp.delarxn )
OH
¿ ¿ pOH =− log ¿
Sabiendo !ue 6Jconcentraci"n molarJmmolKml2
[]inic =concentraciónen solución
(4)
pH + pOH =14 (B)
∆ []= cambiode concentración
[]sln= concentraciónen solución 6
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pH = pK a + log
(
[ base conjugada ]equil [ cido ] equil
)
$error =
()
$error =30
La ecuaci"n () es e!uivalente a la ecuaci"n (H)2
pH = pK a + log
(
n equil baseconjugada nequil cido
0.1− 0.07 x 100 0.1
)
.l orcentae de error es relativamente bao, ero se va a encontrar el > inicial con esta concentraci"n eerimental$
(H)
5) 8nalito2 5C ml >0l C$C D 8#ente valorante2 ml Na/> C$5D 0Cl:/a0.
:) Se escriben la ecuaci"n de la valoraci"n o reacci"n de neutralizaci"n () y lue#o estas en la forma i"nica (9) y la forma i"nica neta (5C)$
.n el caso de un ácido fuerte contra una base fuerte, tanto el titulante como el analito están or comleto ionizados$ =n eemlo es la titulaci"n de ácido clorídrico (>0l) con idr"ido de sodio (Na/>) ;6$ Se uede evidenciar !ue en los reactantes el i"n >M y el i"n /> -, reaccionan ara formar la molcula de a#ua$
HCl(aq )+ !aOH (aq) %!aCl( aq) + H 2 O( l) ()
−¿+ 2 H 2 O( l) +¿ + Cl¿( aq) −¿ % !a¿( aq) +¿+ OH (¿aq) −¿+ !a¿(aq ) +¿+ Cl¿( aq)
0omo un indicador es un ácido o una base dbil, la cantidad a#re#ada debe ser mínima, de modo !ue no contribuya en forma areciable al > y !ue s"lo se necesite una e!ue1a cantidad de titulante ara rovocar el cambio de color$ .s decir, el cambio de color será más nítido cuando la concentraci"n sea menor or!ue se necesita menos ácido o base ara asar de una forma a la otra$ 3or suuesto, se debe a#re#ar suficiente indicador ara imartir a la soluci"n un color fácilmente discernible$ 46 *e aí el imortante emleo de la Fenolftaleína en ste caso$
(9)
¿
H 3 O( aq)
3rimero se encuentra la concentraci"n eerimental del >0l inicial$ La cantidad de Na/> consumido en esta titulaci"n fue ml y con la ecuaci"n () se alla esa concentraci"n2 Curva de valoración del HCl.
−¿ % 2 H 2 O(l) +¿+ OH (¿aq)
C HCl V HCl =C !aOH V !aOH () 0omo2
C !aOH =0.1 " ?
¿ H 3 O( aq)
V HCl =10 ml ?
(5C)
;)$ Los aartados a) al r) corresonden a cuatro etaas diferentes en la valoraci"n$
V !aOH =7 ml
Etapa inicial. .n el aartado a) se calcula el > inicial de la
C HCl =
C !aOH V !aOH
disoluci"n de >0l antes del comienzo de la valoraci"n$ .n esta etaa se usará la ecuaci"n (:) y (;)$
V HCl
a) 8ntes del comienzo de la adici"n de Na/> solo ay 5C ml de
+¿¿
H 3 O( aq)
0.1 " ∗7 m# C HCl = 10 m#
>0l
C HCl =0.07 "
>J5$CC a esta concentraci"n, ero como eerimentalmente se areci" otra concentraci"n diferente, si#uiendo la ecuaci"n (55)2
8 continuaci"n se calcula el orcentae de error2
7
C$5 D$ .sta disoluci"n
¿ ¿
debería tener
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−¿ ¿ +¿+ Cl( aq) ¿ HCl(aq ) + H 2 O(l ) % H 3 O(aq )
(55)
ninic
C$ mmol
-
-
nadic
-
MC$5 mmol
-
∆n
-C$5 mmol
-C$5 mmol
-
n fin
C$H mmol
C
-
[]sln
C$CB4BB D
-
-
+¿
O 1 mmol HCl 0.07 mmol HC# +¿=10 mlslnHCl& &¿ 1 ml sln HCl ¿ ninic H 3 O 1 mmol H 3
pH =−log [ 0.05455 ]
+¿ +¿=0.7 mmol H 3 O¿ ninic H 3 O
pH =1.263
¿
c) 8dici"n de : ml de Na/>$
V sln =10 ml + 2 ml
[]sln= 0.07 "
V sln =12 ml pH =−log [ 0.07 ] −¿
OH 1 mmol 1 mmol !aOH 0.1 mmol !aOH −¿=2 ml sln !aOH & &¿ 1 mlsln !aOH ¿ nadic OH
pH =1.155 Etapa de neutralización. .n los aartados b) al #) el ácido a sido
li#eramente neutralizado$ .n los aartados ) al l) la neutralizaci"n del ácido es creciente, asta !ue la mayoría de este ero no todo a sido neutralizado$ .n esta etaa se usarán las ecuaciones (:) y (;)$
−¿=0.2 mmol ¿
nadic OH
b) 8dici"n de 5ml de Na/>$
V sln =10 ml + 1 ml
+¿¿
OH 1 mmol 1 mmol !aOH 0.1 mmol !aOH −¿=1 mlsln !aOH & &¿ 1 ml sln !aOH ¿ nadic OH
¿
nadic OH
C$ mmol
-
-
nadic
-
MC$: mmol
-
∆n
-C$: mmol
-C$: mmol
-
n fin
C$B mmol
C
-
C$C45H D
-
-
pH =−log [ 0.04167 ]
+¿¿
H 3 O( aq )
M
−¿¿
OH ( aq)
pH =1.380
2 H 2 O(l)
d) 8dici"n de ; ml de Na/>$ 8
2 H 2 O (l)
ninic
sln
−¿=0.1 mmol
−¿¿
OH ( aq)
V sln =11 ml −¿
M
H 3 O ( aq)
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−¿=0.4 mmol
V sln =10 ml + 3 ml
¿
n adic OH
V sln =13 ml
+¿¿
OH 1 mmol !aOH 0.1 mmol !aOH −¿=3 ml sln !aOH & &¿ 1 ml sln !aOH ¿ nadic OH
−¿=0.3 mmol
OH ( aq)
ninic
C$ mmol
-
-
nadic
-
MC$4 mmol
-
∆n
-C$4 mmol
-C$4 mmol
-
n fin
C$; mmol
C
-
C$C:54: D
-
-
sln
¿
n adic OH
+¿¿
−¿¿
M
pH =−log [ 0.02142 ] 2 H 2 O(l
H 3 O( aq )
OH ( aq)
ninic
C$ mmol
-
-
nadic
-
MC$; mmol
-
∆n
-C$; mmol
-C$; mmol
-
n fin
C$4 mmol
C
-
C$C;C D
-
-
sln
2 H 2 O(l
H 3 O( aq )
−¿
1 mmol
−¿¿
M
pH =1.669 f) 8dici"n de B ml de Na/>$
V sln =10 ml + 5 ml V sln =15 ml −¿
OH 1 mmol 1 mmol !aOH 0.1 mmol !aOH −¿=5 ml sln !aOH & &¿ 1 ml sln !aOH ¿ nadic OH
pH =−log [ 0.03077 ] pH =1.512
−¿=0.5 mmol
e) 8dici"n de 4 ml de Na/>$
¿
n adic OH
V sln =10 ml + 4 ml V sln =14 ml
+¿¿
−¿
OH 1 mmol 1 mmol !aOH 0.1 mmol !aOH −¿= 4 ml sln!aOH & &¿ 1 ml sln !aOH ¿ nadic OH
9
M
−¿¿
2 H 2 O(l
H 3 O( aq )
OH ( aq)
ninic
C$ mmol
-
-
nadic
-
MC$B mmol
-
∆n
-C$B mmol
-C$B mmol
-
n fin
C$: mmol
C
-
[]sln
C$C5;;; D
-
-
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Informe de Laboratorio Nº4 Profesor: Jorge M. Ropero #) 8dici"n de B$B ml de Na/>$
−¿=6 mmol
V sln =10 ml + 5.5 ml
n adic OH
¿
V sln =15.5 ml
+¿¿
−¿
OH 1 mmol 1 mmol !aOH 0.1 mmol !aOH −¿=5.5 ml sln !aOH & &¿ 1 mlsln !aOH ¿ nadic OH
−¿=0.55 mmol
OH ( aq)
ninic
C$ mmol
-
-
nadic
-
MC$H mmol
-
∆n
-C$H mmol
-C$H mmol
-
n fin
C$5 mmol
C
-
H$:BC5C-; D
-
-
pH =−log [ 6.250 & 10
−3
+¿¿
−¿¿
M
OH ( aq)
ninic
C$ mmol
-
-
nadic
-
MC$BB mmol
-
∆n
-C$BB mmol
-C$BB mmol
-
n fin
C$5B mmol
C
-
9$H5C-; D
-
-
pH =−log [ 9.678 &10
−3
]
2 H 2 O(l
H 3 O( aq )
sln
2 H 2 O(l
H 3 O( aq )
sln
¿
nadic OH
−¿¿
pH =2.2041 i) 8dici"n de H$B ml de Na/>$
V sln =10 ml + 6.5 ml V sln =16.5 ml −¿
OH 1 mmol 1 mmol !aOH 0.1 mmol !aOH −¿=6.5 ml sln !aOH & &¿ 1 ml sln !aOH ¿ nadic OH
]
pH =2.201 ) 8dici"n de H ml de Na/>$
−¿=0.65 mmol
V sln =10 ml + 6 ml
¿
nadic OH
V sln =16 ml
+¿¿
OH 1 mmol !aOH 0.1 mmol !aOH −¿=6 ml sln!aOH & &¿ 1 ml sln !aOH ¿ nadic OH
10
−¿¿
2 H 2 O(l
OH ( aq)
ninic
C$ mmol
-
-
nadic
-
MC$HB mmol
-
∆n
-C$HB mmol
-C$HB mmol
-
n fin
C$CB mmol
C
-
−¿
1 mmol
M
H 3 O( aq )
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Informe de Laboratorio Nº4 Profesor: Jorge M. Ropero
sln
;$C;C5C-; D
-
−¿
OH 1 mmol 1 mmol !aOH 0.1 mmol !aOH −¿=6.9 ml sln !aOH & &¿ 1 ml sln !aOH ¿ nadic OH
-
pH =−log [ 3.030 & 10
−3
]
pH =2.519
−¿=0.69 mmol
) 8dici"n de H$ ml de Na/>$
¿
nadic OH
V sln =10 ml + 6.8 ml
+¿¿
V sln =16.8 ml −¿
OH 1 mmol 1 mmol !aOH 0.1 mmol !aOH −¿=6.8 ml sln !aOH & &¿ 1 ml sln !aOH ¿ nadic OH
−¿=0.68 mmol n adic OH
OH ( aq)
ninic
C$ mmol
-
-
nadic
-
MC$H9 mmol
-
∆n
-C$H9 mmol
-C$H9 mmol
-
n fin
C$C5 mmol
C
-
B$955C-4 D
-
-
pH =−log [ 5.917& 10
−4
+¿¿
−¿¿
2 H 2 O(l
H 3 O( aq )
OH ( aq)
ninic
C$ mmol
-
-
nadic
-
MC$H mmol
-
2 H 2 O(l
H 3 O( aq )
sln
¿
−¿¿
]
pH =3.228 l) 8dici"n de H$9 ml y 5 #ota de Na/>$
(
0.05 ml 1 gota
)
∆n
-C$H mmol
-C$H mmol
-
V sln =10 ml + 6.9 ml + 1 gota&
n fin
C$C: mmol
C
-
V sln =16.95 ml
[]sln
5$59C5C-; D
-
-
OH 1 mmol 1 mmol !aOH 0.1 mmol !aOH −¿=6.95 ml sln !aOH & &¿ 1 ml sln !aOH ¿ nadic OH
pH =−log [ 1.190& 10
−3
−¿
]
pH =2.924
−¿=0.65 mmol
O) 8dici"n de H$9 ml de Na/>$
¿
nadic OH
V sln =10 ml + 6.9 ml V sln =16.9 ml
+¿¿
H 3 O( aq ) 11
−¿¿
OH ( aq)
2 H 2 O(l
LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA I. SEMESTRE 2/2015
Informe de Laboratorio Nº4 Profesor: Jorge M. Ropero M
ninic
C$ mmol
-
-
nadic
−¿ ¿ +¿+ OH ( aq)
-
MC$H9B mmol
-
2 H 2 O(l) ⇌ H 3 O(aq )
∆n
-C$H9B mmol
-C$H9B mmol
-
−¿ ¿
n fin
C$CCB mmol
C
-
[]sln
:$9BC5C-4 D
-
-
pH =−log [ 2.950& 10
−4
¿
OH
¿ +¿
H 3 O
¿
¿
K '=¿
] −¿ ¿
pH =3.530
OH
Punto final. .n el aartado m) todo el ácido a sido neutralizado
0omo2
y se arecia un cambio de color, lo !ue corresonde al unto de e!uivalencia$
(
0.05 ml 1 gota
H 3 O
, la soluci"n es neutra$
¿
¿ ¿
m) 8dici"n de H$9 ml y : #otas de Na/>$
V sln =10 ml + 6.9 ml + 2 gotas&
¿ +¿
)
.l unto de e!uivalencia es el unto en el !ue el >0L está comletamente neutralizado y no ay eceso de Na/>$ 0omo uede verse en la ecuaci"n de la reacci"n de neutralizaci"n, la disoluci"n en este unto es simlemente >0l(a!)? uesto !ue ni los iones Na M ni los 0l- se idrolizan en a#ua, el >J$
V sln =17 ml
Después del punto de equivalencia. .n los aartados n) al o) se
−¿
OH 1 mmol !aOH 0.1 mmol !aOH −¿=7 ml sln !aOH & &¿ 1 ml sln !aOH ¿ nadic OH
a trasasado el unto de e!uivalencia y se encuentra una disoluci"n !ue contiene base fuerte sin reaccionar, es decir, el Na/> en eceso determinará el >$ .n esta etaa se usarán las ecuaciones (4) y (B)$
1 mmol
n) 8dici"n de $5 ml de Na/>
V sln =10 ml + 7.1 ml
−¿=0.7 mmol
V sln =17.1 ml
¿
n adic OH
−¿
+¿¿
−¿¿
M
2 H 2 O(l
H 3 O( aq )
OH ( aq)
ninic
C$ mmol
-
-
nadic
-
MC$ mmol
-
∆n
-C$ mmol
-C$ mmol
-
n fin
C
C
OH 1 mmol 1 mmol !aOH 0.1 mmol !aOH −¿=7.1 ml sln !aOH & &¿ 1 ml sln !aOH ¿ nadic OH
−¿=0.71 mmol ¿
nadic OH
-
+¿¿
% .!uilibrio de auto rotolisis$
H 3 O( aq) 12
M
−¿¿
OH ( aq)
2 H 2 O(l
LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA I. SEMESTRE 2/2015
Informe de Laboratorio Nº4 Profesor: Jorge M. Ropero
ninic
C$ mmol
-
-
nadic
-
MC$5 mmol
-
∆n
-C$ mmol
-C$ mmol
-
n fin
C
C$C5 mmol
-
[]sln
-
B$45C-4 D
-
pOH =−log [ 5.848 &10
−3
pOH =−log [ 1.163 & 10
−4
]
pOH =3.934
pH =14 −3.934 pH =11.07
]
pOH =3.233
o) 8dici"n de $B ml de Na/>
V sln =10 ml + 7.5 ml
pH =14 −3.233
V sln =17.5 ml pH =10.77 −¿
OH 1 mmol 1 mmol !aOH 0.1 mmol !aOH −¿=7.5 ml sln !aOH & &¿ 1 ml sln !aOH ¿ nadic OH
1) 8dici"n de $: ml de Na/>
V sln =10 ml + 7.2 ml V sln =17.2 ml
−¿=0.75 mmol
−¿
¿
OH 1 mmol 1 mmol !aOH 0.1 mmol !aOH −¿=7.5 ml sln !aOH & &¿ 1 ml sln !aOH ¿ nadic OH
nadic OH
+¿¿
H 3 O( aq)
−¿=0.72 mmol ¿
nadic OH
+¿¿
H 3 O( aq)
M
−¿¿
OH ( aq)
2 H 2 O(l
C$ mmol
-
-
nadic
-
MC$ mmol
-
∆n
-C$ mmol
-C$B mmol
-
n fin
C
C$C: mmol
-
[]sln
-
5$5H;5C-4 D
-
OH ( aq)
C$ mmol
-
-
nadic
-
MC$ mmol
-
∆n
-C$ mmol
-C$B mmol
-
n fin
C
C$CB mmol
-
-
:$B5C-; D
-
pOH =−log [ 2.857 &10
−3
]
pOH = 2.544 pH =14 −2 . 544
13
2 H 2 O(l
ninic
sln
ninic
−¿¿
M
LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA I. SEMESTRE 2/2015
Informe de Laboratorio Nº4 Profesor: Jorge M. Ropero −¿
pH =11.46
OH 1 mmol 1 mmol !aOH 0.1 mmol !aOH −¿=9 ml sln !aOH & &¿ 1 ml sln !aOH ¿ nadic OH
) 8dici"n de ml de Na/>
V sln =10 ml + 8 ml V sln =18 ml
−¿=0.9 mmol ¿
−¿
nadic OH
OH 1 mmol 1 mmol !aOH 0.1 mmol !aOH −¿=8 ml sln!aOH & &¿ 1 ml sln !aOH ¿ nadic OH
+¿¿
H 3 O( aq )
M
−¿¿
OH ( aq)
2 H 2 O(l
ninic
C$ mmol
-
-
−¿=0.8 mmol
nadic
-
MC$9 mmol
-
n adic OH
∆n
-C$ mmol
-C$ mmol
-
n fin
C
C$: mmol
-
-
C$C5CB: D
-
¿
+¿¿
H 3 O( aq)
−¿¿
M
OH ( aq)
2 H 2 O(l
sln
ninic
C$ mmol
-
-
nadic
-
MC$ mmol
-
∆n
-C$ mmol
-C$ mmol
-
n fin
C
C$5 mmol
-
[]sln
-;
-
B$BBH5C D
pOH =−log [ 5.556 & 10
−3
pOH =−log [ 0.01052 ] pOH =1.978 pH =14 −1 . 978
-
pH =12.022
]
r) 8dici"n de 5C ml de Na/>
pOH = 2.255
V sln =10 ml + 10 ml
pH =14 −2.255
V sln =20 ml
pH =11.745
−¿
OH 1 mmol !aOH 0.1 mmol !aOH −¿=10 ml sln !aOH & &¿ 1 mlsln !aOH ¿ nadic OH 1 mmol
!) 8dici"n de 9 ml de Na/>
V sln =10 ml + 9 ml V sln =19 ml
14
LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA I. SEMESTRE 2/2015
Informe de Laboratorio Nº4 Profesor: Jorge M. Ropero
−¿=1 mmol ¿
;alorac ión del 0Cl
nadic OH
+¿¿
−¿¿
H 3 O( aq )
OH ( aq)
15
2 H 2 O(l
10
ninic
C$ mmol
-
-
nadic
-
5 mmol
-
∆n
-C$ mmol
-C$ mmol
-
n fin
C
C$; mmol
-
-
C$C5B D
-
sln
M
#0 5
0 0
2
4
6
8
10
ml /a0
2igura !. Curva de valoración $eórica del 0Cl.
pOH =− log [ 0.015 ]
8 artir de fi#ura 5C se uede establecer las rinciales características de la curva de valoraci"n de un ácido fuerte con una base fuerte2
pOH =1.824
P .l > tiene un valor bao al comienzo de la valoraci"n$ P .l > cambia lentamente asta usto cerca del unto de e!uivalencia$ P .n el unto de e!uivalencia, el > aumenta muy bruscamente, !uizás en 4 unidades or la adici"n de solamente C$5C ml (: #otas) de base$ P *esus del unto de e!uivalencia, el > de nuevo aumenta ero solo li#eramente$ P 0ual!uier indicador ácido-base cuyo color cambie en el intervalo de > aroimado entre 4 y 5C, es adecuado ara esta valoraci"n$ .n la valoraci"n de una base fuerte con un ácido fuerte$
pH =14 −1 . 824 pH =12.176 .n la tabla H, se or#anizan todos los valores de > obtenidos ara el >0l a lo lar#o de la titulaci"n$ abla 5. Relación #0 del 0Cl-ml de /a0. ml /a0 #0
C 5 : ; 4 B B$B H H$B H$ H$9 H$9B $5 $: $B 9 5C
5$5BB 5$:H; 5$;C 5$B5: 5$HH9 5$B :$:C5 :$:C4 :$B5B :$9:4 ;$:: ;$B;C 5C$ 55$C 55$4H 55$4B 5:$C:: 5:$5H
C0+C0:/a0.
0uando se neutraliza un ácido dbil con una base fuerte, se resenta una leve coloraci"n rosada (vase fi#ura ;), el unto de e!uivalencia se roduce cuan do el > Q y en el mismo la disoluci"n es básica, al sufrir idr"lisis el ani"n acetato de la sal, ues roviene de un ácido dbil y una base fuerte$ 3rimero se encuentra la concentraci"n eerimental del 0> ;0//> inicial$ La cantidad de Na/> consumido en esta titulaci"n fue 4$B mL$ .ntonces con la ecuaci"n (5:)2 Curva de valoración del CH 3COOH.
C CH COOH V CH COOH =C !aOH V !aOH (5:) 3
0omo2
3
C !aOH =0.1 " ? V CH COOH =10 m# ? 3
V !aOH =4.7 ml
15
LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA I. SEMESTRE 2/2015
Informe de Laboratorio Nº4 Profesor: Jorge M. Ropero
C CH COOH = 3
C !aOH V !aOH
a) 8ntes del comienzo de la adici"n de Na/> solo ay
V CH COOH
+¿ ¿
3
H 3 O
¿ ¿ ¿
0>;0//> C$5 D$ .sta disoluci"n con
0.1 " ∗4.7 m# C CH COOH = 10 m# 3
debería tener
>J:$9 a esta concentraci"n, ero como eerimentalmente se areci" otra concentraci"n diferente, si#uiendo la ecuaci"n (5H) con su resectiva constante de e!uilibrio2
C CH COOH =0.047 " 3
−¿
8 continuaci"n se calcula el orcentae de error2
+¿+ C H 3 COO¿( aq) ¿ C H 3 COOH ( aq) + 2 H 2 O (l) ⇌ H 3 O(aq )
0.1− 0.047 $error = x 100 0.1
−5
? pK a= 4.745
K a=1.8 & 10
$error =53
C H 3 CO
.l orcentae de error es considerable, ero se va a encontrar el > inicial con esta concentraci"n eerimental$
equil
- D
-
M D
M D
(C$C4-) D
-
D
D
¿ −¿
CH 3 CO O
−¿
+
[ x ] [ x ]
−5
1.8 &10 =
−¿+ 2 H 2 O( l)
¿ %C H 3 COO(aq ) ¿ C H 3 COOH ( aq) OH ( aq)
¿
¿ ¿ K a=¿
(54)
[ 0.047 − x ]
−7
−5
2
8.46 &10 −1.8& 10 x = x (5B) −5
2
−7
x + 1.8 &10 x −8.46 & 10 =0
;)$ La valoraci"n entre un ácido dbil y una base fuerte resenta cuatro re#iones de inters (aartados a) al n))$ La rimera es el > inicial, la se#unda es la re#i"n de la disoluci"n re#uladora, la tercera es la re#i"n de idr"lisis y la cuarta está más allá del unto de e!uivalencia$
+¿ H 3 O
¿ −4
x =9.08 & 10 =¿
pH inicial. .n el aartado a) se calcula el > inicial de la
disoluci"n de 0> ;0//>, usando la ecuaci"n (;)$ 16
−¿ C H 3 CO C
H 3 O
(5;)
:
C
+¿ ¿
C H 3 COOH ( aq) + !aOH (aq ) %!aCH 3 COO(aq )+ H 2 O
−¿+ 2 H 2 O( l) +¿ + C H 3 COO¿(aq ) −¿ % !a(¿aq) +¿+ OH ¿( aq) ¿ C H 3 COOH ( aq) + !a( aq )
H 3 O(
-
∆ []
:) Se escriben la ecuaci"n de la valoraci"n o reacci"n de neutralizaci"n (5;) y lue#o estas en la forma i"nica (54) y la forma i"nica neta (5B)$
+¿¿
2 H 2
C$C4 D
inic
5) 8nalito2 5C ml 0>;0//> C$C4 D 8#ente valorante2 4$ ml Na/> C$5D
:
(5H)
LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA I. SEMESTRE 2/2015
Informe de Laboratorio Nº4 Profesor: Jorge M. Ropero
pH =−log [ 9.08 & 10
−4
]
pH =4.177 c) 8dici"n de : ml de Na/>$
pH =3.042
V sln =10 ml + 2 ml
Disolución reguladora. Se deben conocer las milimoles iniciales
V sln =12 ml
antes de la valoraci"n$ .n los aartados b) al ) se irá valorando #radualmente con Na/> al ácido actico$ .n esta re#i"n se usa la ecuaci"n (H)$
ninic C H 3 COOH =10 ml sln HCl&
−¿
0.047 mmol HC 1 mlsln C H 3 CO
ninic C H 3 COOH =0.47 mmolC H 3 COOH
OH 1 mmol 1 mmol !aOH 0.1 mmol !aOH −¿=2 ml sln !aOH & &¿ 1 mlsln !aOH ¿ nadic OH
−¿=0.2 mmol ¿
nadic OH
b) 8dici"n de 5 ml de Na/>$
V sln =10 ml + 1 ml
C H 3 COO
V sln =11 ml −¿
OH 1 mmol 1 mmol !aOH 0.1 mmol !aOH −¿=1 mlsln !aOH & &¿ 1 ml sln !aOH ¿ nadic OH
−¿=0.1 mmol
:
−¿¿
−¿
OH ( aq)
C$4 mmol
C
C
-
nadi
-
MC$: mmol
-
-
∆
-C$: mmol
-C$: mmol
MC$: mmol
-
neq
C$: mmol
C
C$: mmol
-
nadic OH
C H 3 COO
:
−¿¿
OH ( aq)
−¿ C H 3 CO :
d) 8dici"n de ; ml de Na/>$
C$4 mmol
C
C
nadi
C
MC$5 mmol
C
-
∆
-C$5 mmol
-C$5 mmol
MC$5 mmol
-
neq
C$; mmol
C
C$5 mmol
-
pH =4.745 + log
( ) 0.2 0.27
pH =4.615
H 2
nini
-
V sln =10 ml + 3 ml V sln =13 ml −¿
OH 1 mmol 1 mmol !aOH 0.1 mmol !aOH −¿=3 ml sln!aOH & &¿ 1 ml sln !aOH ¿ nadic OH
( ) 0.1 0.37
17
H 2
nini
pH =4.745 + log
¿
:
C H 3 CO
LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA I. SEMESTRE 2/2015
Informe de Laboratorio Nº4 Profesor: Jorge M. Ropero
−¿=0.3 mmol
pH =4.745 + log
¿
n adic OH
−¿¿
:
C H 3 COO
−¿
OH ( aq)
:
C H 3 CO
C$4 mmol
C
C
-
nadi
-
MC$; mmol
-
-
∆
-C$; mmol
-C$; mmol
MC$; mmol
-
neq
C$5 mmol
C
C$; mmol
-
pH =4.745 + log
pH =5.502
H 2
nini
( ) 0.4 0.07
f) 8dici"n de 4$B ml de Na/>$
V sln =10 ml + 4.5 ml V sln =14.5 ml −¿
OH 1 mmol 1 mmol !aOH 0.1 mmol !aOH −¿= 4.5 mlsln !aOH & &¿ 1 ml sln !aOH ¿ nadic OH
( ) 0.3 0.17
pH =4.992
−¿=0.45 mmol ¿
e) 8dici"n de 4 ml de Na/>$
nadic OH
V sln =10 ml + 4 ml C H 3 COO
V sln =14 ml −¿
OH 1 mmol 1 mmol !aOH 0.1 mmol !aOH −¿= 4 ml sln!aOH & &¿ 1 ml sln !aOH ¿ nadic OH
−¿=0.4 mmol
−¿¿
−¿
OH ( aq)
C H 3 CO
n adic OH
:
−¿¿
OH ( aq)
−¿ C H 3 CO
:
C$4 mmol
C
C
-
nadi
-
MC$4 mmol
-
-
∆
-C$4 mmol
-C$4 mmol
MC$4 mmol
-
neq
C$C mmol
C
C$4 mmol
-
C
C
-
nadi
-
MC$4B mmol
-
-
∆
-C$4B mmol
-C$4B mmol
MC$4B mmol
-
neq
C$C mmol
C
C$4B mmol
-
( ) 0.45 0.02
pH =6.097 #) 8dici"n de 4$H ml de Na/>$
V sln =10 ml + 4.6 ml + 1 gota V sln =14.6 ml
18
H 2
C$4 mmol
H 2
nini
:
nini
pH =4.745 + log
¿
C H 3 COO
:
(
0.05 ml 1 gota
)
LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA I. SEMESTRE 2/2015
Informe de Laboratorio Nº4 Profesor: Jorge M. Ropero −¿
OH 1 mmol 1 mmol !aOH 0.1 mmol !aOH −¿= 4.6 ml sln !aOH & &¿ 1 ml sln !aOH ¿ nadic OH
nini
C$4 mmol
C
C
-
nadi
-
MC$4HB mmol
-
-
∆
-C$4HB mmol
-C$4HB mmol
MC$4HB mmol
-
neq
C$CCB mmol
C
C$4HB mmol
-
−¿=0.46 mmol ¿
n adic OH
C H 3 COO nini nadi
pH =4.745 + log :
−¿¿
−¿
OH ( aq)
C$4 mmol
:
H 2
C H 3 CO
C
C
(
0.465 0.005
)
pH =6.713
-
Hidrólisis. Se lle#a al unto de e!uivalencia$ .n esta re#i"n se
usarán las ecuaciones (:), (;), (4) y (B)$ -
MC$4H mmol
-
-
∆
-C$4H mmol
-C$4H mmol
MC$4H mmol
-
neq
C$C5 mmol
C
C$4H mmol
-
i) 8dici"n de 4$H ml M : #ota de Na/>
V sln =10 ml + 4.6 ml +2 gotas
( )
−¿
OH 1 mmol 1 mmol !aOH 0.1 mmol !aOH .7 mlsln !aOH& &¿ 1 ml sln !aOH ¿ nadic OH
pH =6.408 ) 8dici"n de 4$H ml M 5 #ota de Na/>
(
0.05 ml 1 gota
)
−¿=0.47 mmol ¿
n adic OH
V sln =14.55 ml −¿
OH 1 mmol 1 mmol !aOH 0.1 mmol !aOH −¿= 4.65 mlsln!aOH & &¿ 1 ml sln !aOH ¿ nadic OH
:
C H 3 COO
−¿¿
OH ( aq )
−¿ C H 3 COO
:
H 2
H 2
:
C
C
-
nadi
-
MC$4 mmol
-
-
-C$4 mmol
MC$4 mmol
-
C mmol
C mmol
C$4 mmol
-
CD
CD
C$C;:C D
-
−¿ : H 2 C H CO 3
19
:
C H 3 COO
C$4 mmol
sl
:
−¿
nini
n fin
¿
nadic OH
−¿¿
OH ( aq )
∆ n -C$4 mmol
−¿=0.465 mmol
C H 3 COO
)
V sln =14.7 ml
0.46 pH =4.745 + log 0.01
V sln =10 ml + 4.6 ml + 1 gota
(
0.05 ml 1 gota
C H 3 COO :
−¿¿
OH ( aq
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Informe de Laboratorio Nº4 Profesor: Jorge M. Ropero
inic
:$5: D
-
- D
-
(:$5:-) D
-
∆ [] equil
CD
CD
M D
M D
D
V sln =14.8 ml −¿
OH 1 mmol 1 mmol !aOH 0.1 mmol !aOH −¿= 4.8 mlsln !aOH & &¿ 1 ml sln !aOH ¿ nadic OH
D
La neutralizaci"n se comleta en el unto de e!uivalencia y se roducen C$4 mmol de acetato de sodio, es decir una soluci"n C$C;: D$ La anterior fue una reacci"n de idr"lisis y el valor de O bJB$H5C-5C $
−¿ CH 3 CO O
−¿=0.48 mmol
¿
¿
n adic OH
¿ ¿
[ C H COOH ] K =
C H 3 COO
3
¿
b
−10
5.6 & 10
=
[ x ] [ x ] [ 2.128− x ]
−9
1.2208 & 10 2
−10
−5.6 & 10 x = x
−10
x + 5.6 & 10
2
−9
-
nadic
-
MC$4 mmol
-
-
∆n
-C$4 mmol
-C$4 mmol
MC$4 mmol
-
n fin
C mmol
C$C5 mmol
C$4 mmol
-
CD
H$B5C-4 D
C$C;5 D
]
−4
]
pH =14 −3.170
pH =10.83 O) 8dici"n de 4$9 ml de Na/>
pH =14 −4 .457
V sln =10 ml + 4.9 ml
pH =9.543
V sln =14.9 ml
pH después del punto de equivalencia. .n toda esta re#i"n abrá
−¿
OH 1 mmol 1 mmol !aOH 0.1 mmol !aOH −¿= 4.9 ml sln !aOH & &¿ 1 ml sln !aOH ¿ nadic OH
-
un eceso de /> (aartados ) al n))$ .n esta re#i"n se utilizarán las ecuaciones (:), (4) y (B)$ ) 8dici"n de 4$ ml de Na/>
V sln =10 ml + 4.8 ml 20
H 2
C
pOH =3.170
pOH = 4.457
:
C
OH −5 x =3.494 & 10 =¿ −5
−¿ C H 3 CO
C$4 mmol
pOH =−log [ 6.757 &10
−¿ ¿
pOH =−log [ 3.494 & 10
−¿¿
OH ( aq)
ninic
sln
x −1.2208 & 10 =0
:
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−¿=0.49 mmol ¿
nadic OH
C H 3 COO
:
−¿¿
OH ( aq )
−¿
:
C H 3 CO
H 2
ninic
C$4 mmol
C
C
-
nadic
-
MC$49 mmol
-
-
∆n
-C$4 mmol
-C$4 mmol
MC$4 mmol
-
n fin
C mmol
C$C: mmol
C$4 mmol
-
CD
5$;4:5C-; D
C$C;5B D
sln
pOH =−log [ 1.342 & 10
−3
∆n
-C$4 mmol
-C$4 mmol
MC$4 mmol
-
n fin
C mmol
C$C; mmol
C$4 mmol
-
[]sln
CD
:5C-; D
C$C;5B D
pOH =−log [ 2 &10
−3
]
pOH = 2.699 pH =14 −2.699
pH =11.30
]
m) 8dici"n de H ml de Na/>
V sln =10 ml + 6 ml
pOH = 2.872
V sln =16 ml
pH =14 −2.872
−¿
OH 1mmol 1 mmol !aOH 0.1 mmol !aOH &¿ −¿=6 ml sln !aOH & 1 ml sln !aOH ¿ nadic OH
pH =11.13 l) 8dici"n de B ml de Na/>
V sln =10 ml + 5 ml V sln =15 ml
−¿=0.6 mmol ¿
n adic OH
−¿
OH 1 mmol 1 mmol !aOH 0.1 mmol !aOH −¿=5 ml sln !aOH & &¿ 1 ml sln !aOH ¿ nadic OH
C H 3 COO
:
−¿¿
−¿
OH ( aq)
C H 3 CO
:
H 2
ninic
C$4 mmol
C
C
-
−¿=0.5 mmol
nadic
-
MC$H mmol
-
-
n adic OH
∆n
-C$4 mmol
-C$4 mmol
MC$4 mmol
-
n fin
C mmol
C$5; mmol
C$4 mmol
-
CD
$5:B5C-; D
C$C;5B D
¿
C H 3 COO ninic nadic
C$4 mmol -
:
−¿¿
OH ( aq ) C
MC$B mmol
−¿ C H 3 CO C -
:
H 2
sln
-
pOH =−log [ 8.125 & 10
21
−3
]
LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA I. SEMESTRE 2/2015
Informe de Laboratorio Nº4 Profesor: Jorge M. Ropero
pOH = 2 . 090
abla 6. Relación #0 del C0+C0-ml de /a0. ml de /a0 #0
pH =14 −2.090
C 5 : ; 4 4$B 4$H 4$HB 4$ 4$ 4$9 B H
pH =11 . 91
n) 8dici"n de ml de Na/>
V sln =10 ml + 7 ml V sln =17 ml −¿
OH 1 mmol 1 mmol !aOH 0.1 mmol !aOH −¿=7 ml sln !aOH & &¿ 1 ml sln !aOH ¿ nadic OH
Valoración del ácido acético 14 12 10
−¿=0.7 mmol ¿
8
n adic OH
#0
C H 3 COO
:
−¿¿
OH ( aq )
−¿ C H 3 CO
:
6 4
H 2
ninic
C$4 mmol
C
C
-
nadic
-
MC$ mmol
-
-
∆n
-C$4 mmol
-C$4 mmol
MC$4 mmol
-
n fin
C mmol
C$:; mmol
C$4 mmol
-
CD
C$C5;B; D
C$C;5B D
sln
;$C4: 4$5 4$H5B 4$99: B$BC: H$C9 H$4C H$5; 9$B4; 5C$; 55$5; 55$;C 55$95 5:$5;
2 0 0
1
2
3
4
5
6
7
ml /a,0
2igura . Curva de valoración $eórica del 0Cl.
8l basarse en la fi#ura 55, estas serían las rinciales características de la curva de valoraci"n de un ácido dbil con una base fuerte2 P .l > inicial es más alto (menos ácido) !ue en la valoraci"n de un ácido fuerte$ (.l ácido dbil solo está arcialmente ionizado)$ P 8l comienzo de la valoraci"n ay un aumento inicial brusco del >$ (.l ani"n formado en la neutralizaci"n del ácido dbil es un ion com+n !ue reduce la disociaci"n del ácido$) P .n un amlio intervalo de la curva, antes del unto de e!uivalencia, el > varía solo de forma leve$ (Las disoluciones corresondientes a esta arte de la curva son disoluciones re#uladoras)$ P .n el unto medio de la neutralizaci"n, >86 J8 -6, y or tanto > JRa P .n el unto de e!uivalencia el >Q, la base conu#ada de un ácido dbil se idroliza, roducindose /> -$ P *esus del unto de e!uivalencia la curva de valoraci"n es idntica a la de un ácido fuerte con una base fuerte$ (.n esta arte
pOH =− log [ 0.01353 ] pOH =1.869
pH =14 −1.869 pH =12 .13 .n la tabla se relacionan todos los > obtenidos ara el 0>;0//> a lo lar#o de la titulaci"n$ 22
LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA I. SEMESTRE 2/2015
Informe de Laboratorio Nº4 Profesor: Jorge M. Ropero de la valoraci"n el > viene determinado or comleto or la concentraci"n de /> - sin reaccionar)$ PLa arte más endiente de la curva de valoraci"n cerca del unto de e!uivalencia corresonde a un intervalo de > relativamente e!ue1o (desde aroimadamente > a > 5C)$
C 3 H 4 OH ( COOH )3( aq ) + 3 !aO H ( aq) ⇌ C 3 H 4 OH ( CO!a)3 (5) La soluci"n de la muestra será inicialmente ácido cítrico en soluci"n$ La adici"n de idr"ido de sodio neutraliza arte del ácido cítrico, or lo tanto, antes del unto de e!uivalencia la soluci"n contiene ácido cítrico y citrato de sodio? el > es rácticamente el de una soluci"n re#uladora formada or un ácido dbil y su sal$
;inagre:/a0
.l vina#re es una disoluci"n !ue contiene diferentes tios de ácidos (rincialmente ácido actico) además de otros comonentes como sulfatos, cloruros, di"ido de azufre, etc$ *ebido a !ue el vina#re se comone rincialmente de ácido actico, al ser neutralizado con una base fuerte como el Na/>, debe se#uir un comortamiento !uímico similar al del ácido actico el cual tambin uede arcialmente describirse or las ecuaciones 5;) a la 5B)? su unto de e!uivalencia se debe roducir cuando >Q y en este unto la disoluci"n es básica, al sufrir idr"lisis el ani"n acetato de la sal, ues roviene de un ácido dbil y una base fuerte$
.n el unto de e!uivalencia, la soluci"n contiene s"lo citrato de sodio, la sal de un ácido dbil$ *esus del unto de e!uivalencia, la soluci"n contiene citrato de sodio y un eceso de idr"ido de sodio$ 0omo el ion idr"ido es una base muco más fuerte !ue el ani"n citrato, se uede suoner !ue el > de esta soluci"n deende del eceso de ion idr"ido$ 0omo 5C ml de u#o de narana fueron neutralizados con :$9 ml de Na/>, se allan las milimoles de ácido con la ecuaci"n (59)$
0omo 5C mL de vina#re fueron neutralizados con :C mL de Na/>, se allan las milimoles de ácido con la ecuaci"n (5)$
C !aOH V !aOH =C C H OH (COOH ) V C H OH ( COOH ) (59) 3
C !aOH V !aOH =C C H COOH V C H COOH (5) 3
4
3
3
4
3
C !aOH V !aOH = nC H OH ( COOH )
3
3
C !aOH V !aOH = nC H COOH
4
3
(0.1 " )( 0.0029 l )= nC H OH ( COOH )
3
3
(0,1 " )( 0,02 l )= nC H COOH
4
3
−4
2.9 x 10 molC 3 H 4 OH ( COOH )3 =nC H OH (COOH )
3
3
−3
4
3
2 x 10 molCH 3 COOH =nC H COOH 3
−4
−3
gC H COOH = 2 x 10 mol x
gC H OH (COOH ) =2.9 x 10 mol x
60 g CH 3 COOH
3
3
4
3
156 g C 3 H 4 OH ( COOH )3 1 mol
1 mol
gC H OH (COOH ) =0,04524 g C 3 H 4 OH ( COOH )3 3
gC H COOH = 0,12 g CH 3 COOH
4
3
3
) 0,04524 g C 3 H 4 OH ( COOH )3 = x 100 11.4 ml sln V
) 0,12 g CH 3 COOH = x 100 30 ml sln V
) =0.4 V
) =0.4 V
Lec1e:/a0.
La lece es una sustancia comuesta or mucas roteínas y biomolculas$ Nos enfocaremos en la reacci"n entre el ácido láctico del !ue está comuesta y la base fuerte$ La reacci"n de neutralizaci"n !ue si#ue el ácido láctico, se arecia en la ecuaci"n (:C)$
La valoraci"n !ue rocede constituye un eemlo tíico de una valoraci"n de ácido dbil con base fuerte$ &amos a considerar la reacci"n entre el ácido cítrico, or ser el más abundante en el u#o de narana, el cual resenta una coloraci"n acaramelada al momento de neutralizar$ La reacci"n de neutralizaci"n !ue si#ue el ácido cítrico, se arecia en la ecuaci"n (5)$
C 2 H 5 OCOO H ( aq ) + !aOH ( aq ) ⇌ C 2 H 5 OCOO! a(aq )+ H 2 (:C) 23
LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA I. SEMESTRE 2/2015
Informe de Laboratorio Nº4 Profesor: Jorge M. Ropero .l ácido láctico al neutralizarse con Na/> resenta una leve coloraci"n rosada, or ser un ácido dbil su unto de e!uivalencia se roducirá cuando > Q y en el mismo la disoluci"n es básica, se ioniza el ácido roduciendo lactato de Sodio y a#ua$
.n una valoraci"n ácido dbil-base fuerte, la selecci"n de los indicadores adecuados ara esta, está más limitada !ue en una valoraci"n ácido fuerte-base fuerte2 @no se uede utilizar un indicador cuyo cambio de color se roduzca or debao de >JA$
0omo 5C mL de u#o de narana fueron neutralizados con 5$4 ml de Na/>, se allan las milimoles de ácido con la ecuaci"n (:5)$
La concentraci"n de una disoluci"n ácida o básica de concentraci"n desconocida uede determinarse or valoraci"n con una base o ácido de concentraci"n eactamente conocida$
C !aOH V !aOH =C C H OCOOH V C H OCOOH (:5) 2
5
2
5
C !aOH V !aOH = nC H OCOOH 2
Las curvas de valoraci"n de ácido fuerte-base fuerte son diferentes de las curvas de valoraci"n de ácido dbil-base fuerte$ Las dos diferencias rinciales !ue se observan en el +ltimo tio son una re#i"n tam"n y una reacci"n de idr"lisis en el unto de e!uivalencia$
5
(0.1 " )( 0.0014 l )=n C H OCOOH 2
−4
1.4 x 10
5
molC 2 H 5 OCOOH =nC H OCOOH 2
−4
gC H OCOOH =1.4 x 10 mol x 2
5
5
La clave de la valoraci"n es el unto de e!uivalencia, !ue se determina con ayuda de un indicador, el cual debe seleccionarse adecuadamente ara !ue cambie de color (unto final) r"imo al unto de e!uivalencia$
90 g C 2 H 5 OCOOH 1 mol
−3
gC H OCOOH = 9 x 10 g C 2 H 5 OCOOH 2
7. Re3erencias.
5
56 y B6 3etrucci, al, Tuímica Ueneral, dcima edici"n, 3earson, .sa1a, :C55$ á#s$ 5-5, 5: y H:-H9, ;
−3
) 9 x 10 g C 2 H 5 OCOOH = x 100 11.4 ml sln V
:6 &oet, *onald, Fundamentos de 7io!uímica, se#unda edici"n, .ditorial Dedica 3anamericana, 7uenos 8ires, :CC$ 3á#$ ;;$
) = 0.079 V
;6 y 46 Uary *$ 0ristian, Tuímica analítica, seta edici"n, Dac Ura' >ill, Dico, :CC9$ á#s$ :HH y :5$
6. Conclusiones.
24
