Informe Química - Neutralización I (1)

UNIVERSIDAD DE LA COSTA

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS ÁREA DE LABORATORIO DE QUÍMICA INORGANICA II FACULTAD DE CIENCIAS AMBIENTALES

INFORME DE QUÍMICA. REACCIÓN DE NEUTRALIZACIÓN DE UN ÁCIDO FUERTE CON UNA BASE FUERTE. Carlos Chávez [email protected] Robin Corrales [email protected] Mayeris romero [email protected] Ana Salazar Salazar [email protected] [email protected]

RESUMEN: Cuando realizamos la preparación

addition, that the data are theoretical and are not reliable to make reactions from the solutions we get. Because of this it is necessary to have a mechanism that allows us to find out if our data are correct and how standardization, this process consists in adding to the solution, known as titrant a substance that is called standard, which reacts with the solution in a Usually acid base neutralization neutralization process where at a certain PH level, the standard will adopt a characteristic color.

de soluciones le damos un valor de concentración molar o normal definidos según los cálculos que realizamos. Estos valores se obtienen según la pesada que realizamos y la densidad de cada sustancia. Además, que los datos son teóricos y no son confiables como para realizar reacciones a partir de las soluciones que obtenemos. Debido a esto es necesario tener un mecanismo que nos permita averiguar si nuestros datos son correctos y se le cómo estandarización, este proceso consiste en agregar a la solución, conocido como titulante una sustancia que se llama estándar, la cual reacciona con la solución en un proceso de neutralización generalmente ácido-base donde a un cierto nivel de PH , el estándar adoptara un color característico.

KEY WORDS:

Reaction, neutralization, acid, base.

1. INTRODUCCIÓN En el siguiente informe encontraremos claramente cómo se realiza una titulación de un ácido fuerte a una base fuerte y que se obtiene de esta reacción, la medición de pH, los materiales utilizados en la experiencia. Los ácidos son sustancias que se ionizan en disoluciones acuosas para formar iones hidrogeno, por lo que incrementa la concentración de iones H+ (ac). Las bases son sustancias que aceptan reaccionan con) iones H+. Las bases producen iones hidróxido (OH-) cuando se disuelven en agua.

PALABRAS CLAVE: Reacción, neutralización, acido, base.

ABSTRACT: When we perform the preparation of solutions we give a value of molar or normal concentration defined according to the calculations we perform. These values are obtained according to the weighing we perform and the density of each substance. substance. In

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químico. Un equilibrio químico se produce cuando las velocidades a la que los reactantes se unen para formar los productos (velocidad directa, flecha de izquierda a derecha) se igualan con la velocidad en que los productos se descomponen en los reactantes (velocidad inversa, flecha de derecha a izquierda). En el instante en el que se produce un equilibrio químico, se pueden relacionar las especies participantes (reactantes y productos) a través de lo que se conoce como la constante de equilibrio (Ke o Keq). En esta constante NUNCA se colocan las sustancias que se encuentren en estado líquido (como el agua) ni en estado sólido

2. FUNDAMENTOS TEÓRICOS 2.1 Neutralización de un ácido fuerte con una base fuerte La reacción entre un ácido y una base se denomina neutralización. Según el carácter del ácido y de la base reaccionante se distinguen cuatro casos: Ácido fuerte + base fuerte Ácido débil + base fuerte Ácido fuerte + base débil Ácido débil + base débil En el momento de la neutralización se cumple que el número de equivalentes de ácido que han reaccionado (N

2.4. Ácidos Los ácidos son sustancias que se ionizan en disoluciones acuosas para formar iones hidrogeno, por lo que incrementa la concentración de iones H+ (ac). Debido a que el átomo de hidrogeno consiste en un protón y un electrón, el H+ es simplemente un protón. Por lo tanto, los ácidos son conocidos frecuentemente como donadores de protones. Los modelos moleculares de tres ácidos

• V) es igual al número de equivalentes de la base (N' • V'): N • V = N' • V'

comunes, HCI, HNO3 y CH3COOH, aparecen al margen. 

2.2 Neutralización de una acido débil con una base fuerte

2.5. Bases 

Las valoraciones ácido –base, como ya se ha comentado en artículos anteriores, hace referencia a la determinación de la concentración de un ácido o una base que se encuentren en disolución, partiendo de una c oncentración de valor conocido de otro ácido o base, basándose siempre en las reacciones de neutralización. El nombre que se le da a la reacción de neutralización no implica que dicha disolución obtenida sea única y exclusivamente neutra, o lo que es lo mismo, que tenga un pH=7, pues el pH dependerá de la posible hidrólisis que se lleve a cabo de la sal que se forme en la reacción en cuestión. El punto de equivalencia en la valoración de un ácido débil y una base fuerte, se produce cuando el pH tiene un valor mayor que 7, pues la sal que se forme dará lugar a una hidrólisis de tipo básica.

Las bases son sustancias que aceptan reaccionan con) iones H+. Las bases producen iones hidróxido (OH-) cuando se disuelven en agua. Los compuestos de hidróxidos iónicos, como el NaOH, KOH y Ca (OH)2, se encuentran entre las bases más comunes. Cuando se disuelven en agua, se disocian en sus iones componentes, e introducen iones OH- en la disolución.

2.6. Ácidos y bases fuertes La química de una solución acuosa con frecuencia depende de manera crucial del pH de la disolución. Por lo tanto es importante analizar cómo se relaciona el pH de las disoluciones con las concentraciones de ácidos y bases. Los casos más sencillos son aquellos que involucran a ácidos y bases fuertes. Los ácidos y la s bases fuertes son electrolitos fuertes que existen en disolución acuosa completamente como iones. Hay en realidad pocos ácidos y bases fuertes comunes.

2.3 Neutralización de un ácido débil con una base débil Al valorar un ácido débil (acético) con una base débil (NH3), no se producen variaciones bruscas en el pH. Habrá dos regiones con capacidad amortiguadora definidas por los pK del ácido débil y de la base débil. La reacción será de tipo reversible (se denota por dos flechas, o semi-flechas, en sentido opuestos la una de la otra), formándose lo que se conoce como un equilibrio

2.7. Titulación ácido –base. La titulación o valoración de soluciones tiene como principal objetivo determinar la concentración de una solución ácida o básica desconocida denominada solución analizada. Esto se logra a través de la adición de

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pequeños volúmenes de una solución ácida o básica de concentración conocida-la solución valorada- a la solución analizada. El proceso se basa en la neutralización que se lleva a cabo entre las dos soluciones, ya que una es ácida y la otra es básica. Una reacción de neutralización es aquella en la que un ácido y una base en solución acuosa, interactúan para producir agua y una sal. Estas reacciones son importantes. Industrialmente pues constituyen un método eficaz de producir sales de alta pureza. Durante la neutralización, los iones H y OH reaccionan entre sí para producir agua, al tiempo que los iones restantes, es decir, los pares conjugados del ácido y la base, generan la sal. Sin embargo, por lo general estos iones continúan disociados en solución acuosa, por lo que la sal, como tal, no s e forma sino hasta que el agua es retirada, por ejemplo, por evaporación. El pH de la solución luego de que ha ocurrido la neutralización es cercano a la neutralidad, aunque su valor exacto depende de los iones p resentes.

Figura 1. Montaje de la titulación.

3. DESARROLLO EXPERIMENTAL MATERIALES Soluciones de HCl y NaOH de 0,1 M, 2 matraces, pipetas, espátula, balanza, montaje para titulación, Erlenmeyer, Medidor de pH, fenolftaleína, probeta de 100 ml, 2 beaker de 250 ml, embudo de vidrio.

PROCEDIMIENTO En primer lugar se realizaron los cálculos correspondientes para realizar las dos soluciones solicitadas debido a que los compuestos se encontraban en estado sólido como es el caso del NaOH y con una concentración diferente de la solicitada como es el caso de HCl. Luego de que se realizaron los cálculos se prosiguió a realizar dichas soluciones en un Matraz (las soluciones eran las mismas para todos los gr upos de laboratorio). Luego se realizó el montaje para la titulación, mostrado en la figura 1, la bureta se llenó hasta 40 ml con la solución de NaOH a 0,1 M y en un Erlenmeyer se depositaron 10 ml de la solución de HCl a 0,1 M, a esta misma se le agregaron 3 gotas de fenolftaleína. Mostrado en la figura 2 a continuación las dos figuras correspondientes:

Figura 2. Adición de Fenolftaleína. Luego se midió el pH de la solución inicial, este es el pr imer valor de la curva de titulación. Luego se empezó a gotear la solución de 3 ml en 3 ml y hasta que se pudo apreciar un cambio físico en la solución, en cada adición de NaOH a la solución en el Erlenmeyer se midió su pH y se observó cómo variaba o como continuaba de la misma manera. Cuando se apreció un cambio físico se adiciono de 5 en 5

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ml hasta consumir los 40 ml agregados en la bureta. La medición de pH fue registrada en la siguiente imagen:

debía haberse producido un cambio. A los 24 ml se notó un cambio, que apareció una mancha color fucsia en la solución, pero era mínima y luego a los 27 ml ya se presenció el cambio de la solución a un tono fucsia. Luego para ver el comportamiento de la solución se realizó una gráfica con los datos obtenidos mostrada a continuación: curva de titulacion 12 10 8 6 4 2 0

Figura 3. Resultados de pH de la solución.

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Grafica 1. Curva de titulación de resultados obtenidos.

4. ANÁLISIS En primera medida al observar pudimos ver que el pH de la solución cambio de 8 a 9 intervalos debido a que la fenolftaleína produjo que se diera un cambio de color. Dicho cambio de color fue de ser incoloro a un fucsia débil que se notó primero en manchas y luego en toda la solución a uní-tono.

Se realizó una curva de valoración. Este es un gráfico del pH frente al volumen del valorante; la mayoría de las curvas de valoración se construyen fácilmente midiendo el pH durante la valoración con un pH-metro y representándolo en un gráfico. Como podemos ver en la siguiente grafica se crea una curva creciente del pH de la sustancia. Por tal motivo se puede decir que se realizó la neutralización del ácido fuerte con una base fuerte.

Ahora según las mediciones y análisis que pudimos observar los datos se registraron en la siguiente tabla:

5. CONCLUSIÓN.

V (ml) NaOH pH 0 ml 4,7 ml ml ml ml ml ml ml ml ml ml Tabla 1. Datos obtenidos de volumen y de pH.

Como principales objetivos en las experiencias tenemos que como su nombre lo indica realizar una neutralización y observar el comportamiento que se presenta, el cual pudimos observar que fue un cambio en la coloración, tornándose cada vez más fucsia (debido también a la fenolftaleína, que se usó para observar el cambio de pH que tenía nuestra disolución). Otro objetivo plasmado en la experiencia fue aprender a identificar el punto final de la titulación utilizando indicadores, como se mencionó anteriormente el proporcionado en el laboratorio fue la Fenolftaleína. Básicamente observar y analizar cada uno de los procesos presentados en una neutralización, dando unos resultados positivos y señalando cada una de las fases que puso tener nuestra disolución.

Con respecto a estos datos cabe señalar que en los 9 ml se notó un cambio drástico en el pH de la solución, que fue de ir de 1 pH hasta el 8. Por otro lado se volvió a agregar fenolftaleína a los 21 ml de NaOH debido a que aún no se había presenciado ningún cambio y para este punto ya

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6. BIBLIOGRAFÍA. Valoración ácido fuertel – base fuerte | La Guía de Química http://quimica.laguia2000.com/acidos-ybases/valoracion-acido-debil-basefuerte#ixzz46SwVzVdx Valoración ácido débil – base fuerte | La Guía de Química http://quimica.laguia2000.com/acidos-y-bases/valoracionacido-debil-base-fuerte#ixzz46SwCD0LN Valoración acido débil | Biomolecula http://www.ehu.eus/biomoleculas/ph/neutra.htm Ácido, definición: https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cidos Base, definición: https://es.wikipedia.org/wiki/Base_(qu%C3%ADmica)

7. ANEXOS. CALCULOS Se necesitó la realización de las soluciones correspondientes, para la obtención de los elementos necesarios se utilizó la siguiente formula:

PREGUNTAS E INVESTIGACIÓN 5.3- Según la relación de neutralización, VaCa=VbCb, ¿qué cantidad de base debió consumirse, teóricamente, durante la titulación experimental? 5.4 ¿Cuál es la importancia práctica de los procesos de titulación o neutralización? Explique claramente.

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