CURSO: QUIMICA PARA MINERIA LABORATORIO LABORATORIO 5 ACIDOS Y BASES
Alumno:
Apellidos y Nombres: TITO HUMPIRI, MARCO ANTONIO PERALE !AL"E# "IO$AN TORRE AL%ARO "IE&O
Pro'esor:
HELOINA BERROA QUIMICA PARA MINERIA
Pro(rama Pro'esional:
%e*+a de entre(a:
EMETRE 18
10
2016
Nota
)
INTRODUCCION Las sustancias químicas que esc!i"im#s c#m# $ci#s % "ases est$n ist!i"uias en &a natu!a&e'a( Se encuent!an en &#s a&iment#s que in)e!im#s* en &as meicinas que uti&i'am#s* en &#s &im+ia#!es #m,stic#s* etc(- +#! e&&# s#n mu% im+#!tantes en &a .ia ia!ia* en e& &a"#!at#!i# % a ni.e& inust!ia&( A&)un#s $ci#s s#n mu% c#n#ci#s* ta& es e& cas# e& $ci# ac,tic# que est$ +!esente en e& .ina)!e- e& $ci# cít!ic# e &as /!utas c#m# &a man'ana* &im0n* mana!ina* na!an1a* etc(- e& $ci# su&/2!ic# 3e& $ci# e ma%#! c#nsum# a ni.e& inust!ia&4 que est$ c#nteni# en &a "ate!ía e &#s aut#m0.i&es* e& $ci# asc0!"ic# # .itamina C* e& $ci# c&#!í!ic# que /#!ma +a!te e& 1u)# )$st!ic# e& cua& +e!mite e)!aa! +!#teínas % cum+&e /unci0n )e!micia 3mata mic!#"i#s4( Las "ases tam"i,n s#n mu% c#munes* ta& es e& cas# e& i!06i# e s#i# 3es &a "ase m$s im+#!tante4que est$ +!esente en &a s#a c$ustica* em+&eaas c#m# a)entes e &im+ie'a % c#m# mate!ia +!ima +a!a e&a"#!a! &#s 1a"#nes !es+ecti.amente- e& i!06i# e a&umini# % e& i!06i# e ma)nesi# /#!man +a!te e &a m%&anta % &ece e ma)nesia* que se em+&ean +a!a c#nt!a!!esta! &a acie' est#maca& % +#! e&&# c#tiianamente se &es c#n#ce c#m# anti$ci#s( Las "ases #!)$nicas s#n c#nsumias ia!iamente* ent!e e&&as enc#nt!am#s a &a ca/eína* que est$ +!esente en &as #1as e& t, % en &#s )!an#s e& ca/,- &a c#caína +!esente en e& mate e c#ca* &a nic#tina que est$ +!esente en e& ta"ac#( Estas tam"i,n s#n c#n#cias c#m# a&ca&#ies % tienen &a +!#+iea e se! estimu&antes e& sistema ne!.i#s# +#! &# que su c#nsum# c#nstante +uee +!#uci! aicci0n( E& ca!"#nat# e s#i#* Na7CO8 * % "ica!"#nat# e s#i#* Na9CO8* s#n sustancias "$sicas mu% im+#!tantes a esca&a inust!ia(
Laboratorio 7 ÁCIDOS Y BASES
1. OBJETIVOS: • • • • • •
Ientica! &#s inica#!es $ci#;"ase m$s c#munes( Ientica! &a natu!a&e'a $cia # "$sica e a&)unas sustancias( Sinteti'a! a&)un#s $ci#s( Sinteti'a! a&)unas "ases( A+&ica! e& c#nce+t# e neut!a&i'aci0n( A+!ene! a esc!i"i! ecuaci#nes químicas e neut!a&i'aci0n(
2. EQUIPOS Y ATERIALES: • • • • •
7 .as#s e +!eci+itaci0n e <==mL( < mat!a' e!&enme%e! e 75=mL( < +!#"eta e 5=mL( <&una e !e( < es+$tu&a(
!. ARCO TE"RICO: >ci#s % "ases: D#s ti+#s e c#m+uest#s químic#s que +!esentan ca!acte!ísticas #+uestas Lo# Á$i%o#: Tienen un sa"#! $ci#* c#!!#en e& meta&* cam"ian e& &itmus t#!nas#& 3una tinta e6t!aía e &#s &íquenes4 a !#1#* % se .ue&.en men#s $ci#s cuan# se me'c&an c#n &as "ases( La# Ba#&#: S#n !es"a&ai'as* cam"ian e& &itmus a a'u&* % se .ue&.en men#s "$sicas cuan# se me'c&an c#n $ci#s(
?i) <: C#&#!aci#nes
La N&'tra(i)a$i*+ L#s $ci#s sue&tan 9 @ en &a s#&uci0n % &as "ases sue&tan O9 ;( Si /u,sem#s a me'c&a! un $ci# % una "ase* e& i0n 9 @ se c#m"ina!ía c#n e& i0n O9; i#n +a!a c!ea! &a m#&,cu&a 97O* # sim+&emente a)ua: 9@3aq4
@
O9;3aq4
97O
La !eacci0n neut!a&i'ante e un $ci# c#n una "ase siem+!e +!#uci!$ a)ua % sa&* ta& c#m# se muest!a a"a1#: Á$i% o
Ba# &
A,' a
Sa(
9C&
@
NaO 9
97O
@
NaC &
9B!
@
O9
97O
@
B!
-. PROCEDIIENTO EPERIENTAL: E/0&ri&+to 1: Se a)!e)# en un tu"# e ensa%# una s#&uci0n e aci# c&#!í!ic# =(
i, 2: C#&#caci0n e& $ci# c&#!í!ic#( E/0&ri&+to 2: Se a)!e)# en un tu"# e ensa%# una s#&uci0n e 9i!06i# e s#i# =(
&%io B3#i$o ?ucsia
&+o(4ta(& 5+a Tab(a 1: r&a$$i*+ %& (a 4&+o(4ta(&5+a
i,!: !eacci0n e& $ci# % e& i!06i# c#n &a /en#&/ta&eína E/0&ri&+to !: Se !e+iti0 e& e6+e!iment# ante!i#!* +e!# se cam"i# e& a)ente ante!i#! 3?en#&/ta&eína4* +#! e& !#1# e meti&# /#!man# &a si)uiente ta"&a:
Ro6o &ti(o
&%io A$i%o %& !#1#
&%io B3#i$o ama!i&&#
Tab(a 2
?i) : Reacci#nes c#n !#1# e meti&# e &as #s !eacci#nes e& $ci# % e& i!06i#(
I+,r&#& a( 0ro,raa PASCO Ca0#to+& T • • •
Inicie un nue.# e6+e!iment# en e& Sistema e !ec#&ecci0n e at#s( C#necte e& sens#! e +9 a& sistema e !ec#&ecci0n e at#s( C#&#ca! 5 mL e s#&uci0n "ue! e +9 en un .as# e 5= mL use esta s#&uci0n +a!a ca&i"!a! e& sens#! e +9( U#a+%o &( tri+o &/a$tit'% 8 0r&$i#i*+ &/0(i9'& 0or 9' &# +&$&#ario $a(ibrar &( #&+#or %& 0.
•
•
•
P#!que sin# n#s "#ta!a una istinta meia % e& + e e #t!as s#&uci#nes .a a .a!ia! C#n)u!e e& sistema e !ec#&ecci0n e at#s +a!a que &ea manua&mente e& +9 +a!a i/e!entes +!#uct#s químic#s en un cua!#( En tu"#s e ensa%#s &im+i#s % sec#s* etiquete &#s n#m"!es e &as sustancias esc#)ias( Aici#ne 5 mL e caa una e &as sustancias en &#s tu"#s e ensa%# c#!!es+#nientes( Caa tu"# e"e se! &&ena# asta una te!ce!a +a!te(
?i)5( Meici0n
e& +9 e& a)ua
?i)( Meici0n e& +9 e &a &e1ía( A+3(i#i# %& %ato# <( Ca&cu&e &#s i#nes i!#ni# en caa una e &as sustancias usaas a +a!ti! e &#s .a&#!es e +9( Si)a &#s si)uientes +as#s en su sistema e !ec#&ecci0n e at#s( a( In)!ese &a ecuaci0n en &a ca&cu&a#!a e& sistema e !ec#&ecci0n e at#s( C#ncent!aci0n <=F;3+94 "( A)!e)ue una c#&umna en su sistema e !ec#&ecci0n e at#s +a!a m#st!a! &a c#ncent!aci0n e i#nes i!#ni# ca&cu&a#( 7( C#+ie e& +9 % &a c#ncent!aci0n e i#nes i!#ni# e su !ec#&ecci0n e at#s a &a c#&umna c#!!es+#niente en &a ta"&a si)uiente(
<
Sustancia Gina)!e
+9 7(H
98O@ 3M4 ( 6
7
Ju)# e &im0n
7(8
8
Be"ia ca!"#nataa D!ena1e e mina A)ua e caK#
7(
5
<=; 5(=< 6 <=;8 <(8 6 <=;8
(5 a (5
8(< 6 <=;
Li6i.ia# e c#"!e Ca/,
5(5
Na9CO8 EN SOLUCIN
<(=
H
Ja"0n &íqui#
5(5
< =
Le1ía
<7(
8(< 6 <=; < 6 <= ;< 8(< 6 <=; 8(H 6 <=;<8
TABLA !
E/0&ri&+to -: C#n e& +!#)!ama PASCO Ca0#to+& T se ete!min0 e& 9P e t!es s#&uci#nes i/e!entes* )ene!an# &a si)uiente ta"&a:
?i) 7: Equi+# +&#!e! L e& equi+# +&#!e! L
?i) 8: Us# a+!#+ia#
E/0&ri&+to ;: En un mat!a' E!&enme%e! e 75=m& se a)!e)# <==m& e a)ua esti&aa % 8 )#tas e !#1# e meti&# % a c#ntinuaci0n c#n un s#!"ete c#m2n se c#men'0 a s#+&a! ai!e en e& a)ua /#!man# un aci# ,"i& &&ama# aci# ca!"0nic#
* t#!n$n#se e un c#&#! !#1# c&a!# * e"i0 a& !#1# e meti&#( C O2( g) + H 2 O( ac) −−−¿ H 2 C O 3( ac )
?i)(: Aici0n e i06i# e ca!"#n#(
E/0&ri&+to ?: En una ca+su&a se c#&#c# cuna +equeKa cantia e u#!u!# e a'u/!e % &e +!enim#s /ue)#( A& te!mina! e a!e!* &a ta+am#s c#n &a &una e !e +#! un#s se)un#s % a c#ntinuaci0n inse!t# una +equeKa cantia e a)ua esti&aa c#n !#1# e meti&# a &a ca+su&a* #"se!.an# e& cam"i# e c#&#! a un !#sa# mei# m#!a# c&a!# . S ( s) + O 2( g )−−−¿ S O2( s ) S O2( s) + H 2 O( ac )−−−¿ H 2 SO3( ac)
?i) 5: ?&u#!u!# e a'u/!e enceni# e& !#1# e meti&#
?i) : Una .e' a)!e)a#
E& c#m+uest# /#!ma# +#! e& a)ua % e& um# /#!ma# se &&ama aci# su&/u!#s# .
E/0&ri&+to 7: En un .as# e +!eci+ita#s e <==m& se a)!e)# 5=m& e a)ua % c#n a%ua e una cuca!ita se a)!e)# #6i# e ca&ci# 3Ca& .i.a
?i) : 9i!06i# e ca&ci#
La "ase /#!maa es &&amaa ca& mue!ta # 9i!06i# e ca&cin# en su n#menc&atu!a IUPAC .
E/0&ri&+to =: Se is# encanece! una cinta e ma)nesi# c#n a%ua e un#s /0s/#!#s* % se c#&#c# e& ma)nesi# %a quema# en un .as# e +!eci+ita#s % se a)!e)# a)ua* se a)it# % se a)!e)# unas )#tas e /en#&/ta&eína +ui,n#se #"se!.a! que aqui!i0 un c#&#! .i#&eta e"i# a &a "ase /#!maa . 2 Mg ( s)
+ O ( g )−−−¿ 2 MgO( s) 2
MgO( s) + H 2 O( ac) −−−¿ Mg ( OH )2( ac )
?i) : Ma)nesi# incanescente ma)nesi# @ /en#&/ta&eína(
?i) H: 9i!06i# e
La "ase !esu&tante es &&amaa 9i!06i# e ma)nesi#( C#n &#s e6+e!iment#s ante!i#!es se +u# #"se!.a! un c#m+#!tamient# mu% +a!ticu&a!* &# c#m+uest#s n# meta&es a& c#m"ina!se c#n e& a)ua /#!mas $ci#s* a i/e!encia que &#s c#m+uest#s met$&ic#s que /#!man "ases(
E/0&ri&+to @: En un .as# e +!eci+ita#s se a)!e)0 <=m& e 9i!06i# e s#i# =(.
(
)
Na OH ( ac ) + HCl( ac )−−−¿ NaCL( ac ) + H 2 O( ac)
E/0&ri&+to 1:
En un mat!a' e e!&enme%e! se a)!e)# .
(
) + CO −−−¿ Na
2 Na OH
2
2
CO3 + H 2 O
E& c#m+uest# !esu&tante es e& Ca!"#nat# e s#i# % a)ua +u!a . En est#s e6+e!iment#s e neut!a&i'aci0n se +u# #"se!.a! una ca!acte!ística mu% sin)u&a!: a& CELAB Va(ora$i*+ Á$i%oBa#&. I+tro%'$$i*+: E& a)ua se is#cia 3se aut#i#ni'a4 en &#s i#nes 9 @ 3+!#t0n* i0n i!0)en#4 % O9; 3i0n i!06i# 0 i!#6i en mu% "a1a +!#+#!ci0n: 97O ; 9@ @
O9;
En una is#&uci0n acu#sa neut!a* &as c#ncent!aci#nes e 9 @ % O9; s#n i)ua&es a <(= 6 <=; M( Una is#&uci0n $cia es aque&&a en &a que &as c#ncent!aci#nes s#n 9@ O9; * % en una is#&uci0n "$sica se cum+&e que 9@ O9; ( E& +9 es una /#!ma e mei! &a c#ncent!aci0n e 9 @ % se ene c#m# : +9 ;&#) 9@ En una is#&uci0n acu#sa neut!a* +9 ( Un .a&#! e +9 n#s inica que &a is#&uci0n es $cia mient!as que un .a&#! e +9 si)nica que &a is#&uci0n es "$sica( Una !eacci0n $ci#;"ase es aque&&a en &a que &#s i#nes 9 @ se t!anse!en e un $ci# a una "ase:
9A @ B ; A; @ B9@*
#ne 9A es un $ci# % B es una "ase
En este e6+e!iment# estuia!em#s e& us# e &a .a&#!aci0n* aKaien# +equeKas cantiaes e "ase a un $ci# % !ec#)ien# &#s at#s e aument# e +9( P#em#s !ea&i'a! una )!$ca e &#s .a&#!es e +9 en /unci0n e &a cantia e "ase aKaia* !esu&tan# una cu!.a e .a&#!aci0n( E& +unt# e m$6ima +eniente e &a cu!.a se a en &a situaci0n e& +unt# e equi.a&encia* cuan# e& $ci# a quea# e6actamente neut!a&i'a# 3sin e6ces# e "ase4( De"i# a &a )!an +eniente e &a cu!.a en e& +unt# e equi.a&encia* cuan# estam#s en
&as +!#6imiaes e ic# +unt#* aKai! una +equeKa cantia e "ase +uee !esu&ta! en un )!an cam"i# e +9(
Este +unt# es e& +unt# na& e nuest!a !eacci0n % +uee se! .isua&i'a# meiante e& cam"i# e c#&#! e un inica#!( Un inica#! e una !eacci0n $ci#;"ase* es una sustancia cu%# c#&#! cam"ia en un cie!t# !an)# e +9( La /en#&/ta&eína es un e1em+&# e inica#! % cam"ia e inc#&#!# a !#sa cuan# e& +9 e &a is#&uci0n .a!ía e a <=( En esta simu&aci0n usa!em#s un $ci# /ue!te % una "ase /ue!te +a!a &&e.a! a ca"# &a .a&#!aci0n( >ci# % "ase /ue!tes s#n aque&&as su"stancias que se is#cian en a)ua c#m+&etamente( AKai!em#s NaO9 3"ase /ue!te4 a una is#&uci0n e 9C& 3$ci# /ue!te4( E& NaO9 neut!a&i'a!$ e& 9C&* a+a!ecien# c#m# +!#uct# e &a !eacci0n c&#!u!# e s#i# 3sa& c#m2n4 % a)ua:
9C& @ NaO9 ; NaC& @ 97O
De"i# a que &a +!#+#!ci0n estequi#met!ia e &#s i#nes +!#t0n e i!06i# es e <:<* e& n2me!# e m#&es e NaO9 aKai#s ese e& inici# asta e& +unt# e equi.a&encia es i)ua& a& n2me!# e m#&es e 9C&: 3M#&a!ia $ci#463G#&umen $ci#4 3M#&a!ia "ase463G#&umen "ase aKaia4
CUESTIONARIO: <( Pa!a &#s si)uientes +a!es aci# "ase* esc!i"a &a ecuaci0n "a&anceaa* % n#m"!e a &#s c#m+uest#s(
•
•
•
•
2CO! SR2 SRCO! 2 2O Ti+# e !eacci0n: #"&e es+&a'amient# 2 C( BA2 BAC(2 2 2O Ti+# e !eacci0n: #"&e es+&a'amient# ! Ca2 2 !Po- Ca!2 ? 2O Ti+# e !eacci0n: #"&e es+&a'amient# 2O9 @ 97S 7S @ 297O
7( Esc!i"a &a ecuaci0n m#&ecu&a!* i0nica t#ta&* i0nica neta e &a /#!maci0n e caa una e &as sa&es* meiante &a !eacci0n aci# "ase: Ca(ClO4)2 is 2!=@7@2 ,Fo(: 0&r$(or'ro %& $a($io
8( Esc!i"a &as /0!mu&as e &as "ases c#n1u)aas e caa un# e &#s si)uientes $ci#s: • • • •
HCl O4+H2O <>Cl O4-+H+ H2S+H2O <>HS-+H+ PH4++H2O <>PH3+H+ HCO3-+H2O<>CO32+H+
( Esc!i"a &as /0!mu&as e &#s $ci#s c#n1u)a#s e caa una e &as si)uientes "ases: • • • •
HCO3-+H2O<>CO32+H+ CN-+H2O <>HCN+OH HSO4-+H2O<>H2SO4+OHH2O+H2O <>H++OH-
5,Escr i bal af ór mul adecuat r oáci dosf uer t es,débi l esydecuat r obasesf uer t es,débi l es ACI DOSFUERTES • • • •
Áci doyodhí dr i coHI( pKa =9. 3) Áci dobr omhí dr i coHBr( pKa =8. 7) Áci doper cl ór i coHCl O4( pKa≈8) Áci docl or hí dr i coHCl( pKa =6. 3)
ACI DOSDEBI LES •
H2CO3Áci docar bóni co H2SÁci dosul f úr i co HBr OÁci dohi pobr omoso
BASESFUERTES • • •
NaOHHi dr óxi dodesodi o KOHHi dr óxi dodepot asi o CaOHHi dr óxi dodecal ci o
GQ' $a+ti%a% %& NaO &+ ,rao# #& +&$&#ita 0ara 0r&0arar !=L %& '+a %i#o('$i*+ $o+ 0 11H
Ca($'(& &( 0 %& '+a %i#o('$i*+ ? O
GQ' &# 0OH GC*o #& r&(a$io+a $o+ &( 0H E& +9 mie &a cantia e i#nes 9@ 3$ci#4 % e& +O9 &a cantia e i#nes O9; 3"$sic#4 que a% en e& mei#( P#! e1em+&# e& $ci# su&/2!ic# en una is#&uci0n mu% satu!aa +ues ten!$ un +9 mu% a&t# e +#! e1em+&# +9 < 3que es una /ue!te acie'4 % un ni.e& e "asicia mu% "a1# +O9 <8 Si e& $ci# su&/2!ic# est$ mu% i&ui# en a)ua +ues ten!$ un ni.e& e acie' 3+94 m$s sua.e e +#! e1em+&# +9 5 % un ni.e& e "asicia e +O9 H +9 @ +O9 < +9 ; &#) 9@ +O9 ; &#) O9; Si e& +9 es un n2me!# men#! que ((( +ues e& +9 es $ci#* si es a * e& +9 es neut!# % si es ma%#! que es "$sic#( Si e& +O9 es un n2me!# men#! que +ues e& +O9 es "$sic# 3+#! &# tant# tiene +#ca acie'4 * si es a * e& +O9 es neut!# 3tiene &a misma cantia e $ci# que e "$sic#4 % si es ma%#! que es $ci#( O sea* que s#n in.e!s#s( Si '+ 3$i%o #& a%i$io+a a '+a #o('$i*+ b3#i$a GQ' �&ra 9'& #'$&%a $o+ &( 0 %& (a #o('$i*+ b3#i$aH G0or 9'H
La !eacci0n ent!e un $ci# % una "ase se en#mina +&'tra(i)a$i*+( Se)2n e& ca!$cte! e& $ci# % e &a "ase !eacci#nante se istin)uen cuat!# cas#s: •
$ci# /ue!te @ "ase /ue!te
•
$ci# ,"i& @ "ase /ue!te
•
$ci# /ue!te @ "ase ,"i&
•
$ci# ,"i& @ "ase ,"i&
En e& m#ment# e &a neut!a&i'aci0n se cum+&e que e& +&ro %& &9'iKa(&+t&# %& 3$i%o que an !eacci#na# 3N G4 es i,'a( a& +&ro %& &9'iKa(&+t&# %& (a ba#& 3NV GV4: E( a,'a %&#ti(a%a ti&+& '+ 0 %& 7 8 (a 0a#ta %&+ta( ti&+& '+ 0 %& 1 GC'3+ta# K&$&# 3# ti&+& &( a,'a $o+ r�&$to a (a 0a#ta %&+ta( %& io+&# i%ro+ioW E& + e& a)ua es e (5 a (5 c#n !es+ect# a & +asta +ues a!ía neut!a&i'a!
OBSERGACIONES •
• •
•
•
Se #"se!.0 que +a!a +#e! enc#nt!a! e& +9 e una s#&uci0n se tiene que a+&ica! &a /0!mu&a e P9 ;&#) 39@4( Se #"se!.0 a a& eca! /en#&/ta&eína % meti&# a &as s#&uci#nes +ues +#!em#s #"se!.a! que e& c#&#! e &as s#&uci#nes cam"ia!a( Se +u# enc#nt!a! e& +9 )!acias a& +!#)!ama +asc# ca+st#ne en que +uim#s ete!mina! e& +9 e .a!ias sustancias( Se +u# #"se!.a! e& ma)nesi# en esta# s0&i# c#m# a& se! ace!caa a un mece!# +ues este n#s +uea "!ina! una &u' incanescente(
CONCLUSIONES • •
• •
•
•
Pa!a c#n#ce! e& +9 e una s#&uci0n se uti&i'a un inica#! $ci#;"ase( Un inica#! e +9 es una sustancia c#&#!ia que cam"ia e c#&#! se)2n su /#!ma $cia # "$sica( A&)un#s inica#!es e +9 s#n e #!i)en natu!a&( L#s c#&#!es +!#uci#s +#! e& inica#! e &a c#& en +!esencia e $ci#s # e "ases s#n "astante &&amati.#s % e6act#s +a!a inica! +9( L#s $ci#s % "ases s#n #s ti+#s e c#m+uest#s químic#s que +!esentan ca!acte!ísticas #+uestas( L#s $ci#s tienen un sa"#! a)!i#* c#&#!ean e !#1# e& t#!nas#& 3tinte !#sa que se #"tiene e ete!mina#s &íquenes4 % !eacci#nan c#n cie!t#s meta&es es+!enien# i!0)en#
BIBLIORA?XA
•
TECSUP( 37=<74( >ci#s % Bases( En TECSUP* Laboratorio de Química. Lima: TECSUP(
Moo,(&. <212>. o+o,ra45a#.$o.R&$'0&ra%o &( 22 %& a8o %& 212 %& o+o,ra45a# tt+:ZZZ(m#n#)!aas(c#mt!a"a1#saci#s;%; "asesaci#s;%;"ases(stm&
